Do chemických interakcií nevstupujú jednotlivé atómy alebo molekuly, ale látky.
Našou úlohou je zoznámiť sa so štruktúrou hmoty.
O nízke teploty ah pre látky stabilné pevné skupenstvo.
☼ Najtvrdšia látka v prírode je diamant. Je považovaný za kráľa všetkých drahokamov a drahokamy. A jeho samotný názov znamená v gréčtine „nezničiteľný“. Diamanty boli dlho považované za zázračné kamene. Verilo sa, že človek, ktorý nosí diamanty, nepozná choroby žalúdka, jed ho neovplyvňuje, zachováva si pamäť a veselú náladu až do staroby, teší sa kráľovskej priazni.
☼ Diamant podrobený šperkárskemu spracovaniu - brúseniu, lešteniu, sa nazýva diamant.
Počas tavenia sa v dôsledku tepelných vibrácií porušuje poradie častíc, stávajú sa pohyblivými, pričom nie je narušená povaha chemickej väzby. Neexistujú teda žiadne zásadné rozdiely medzi pevným a kvapalným stavom.
V kvapaline sa objavuje tekutosť (t. j. schopnosť nadobudnúť tvar nádoby).
tekuté kryštályTekuté kryštály boli objavené na konci 19. storočia, ale boli skúmané v posledných 20-25 rokoch. Veľa zobrazovacích zariadení moderná technológia, napríklad niektoré Digitálne hodinky, minipočítače, bežiace na tekutých kryštáloch.
Vo všeobecnosti slová "tekuté kryštály" znejú nie menej nezvyčajne ako "horúci ľad". V skutočnosti však môže byť ľad aj horúci, pretože. pri tlakoch nad 10 000 atm. vodný ľad sa topí pri teplotách nad 200 0 C. Nezvyčajná kombinácia „tekutých kryštálov“ spočíva v tom, že tekuté skupenstvo naznačuje pohyblivosť štruktúry a kryštál predpokladá prísny poriadok.
Ak látka pozostáva z polyatomických molekúl predĺženého alebo lamelárneho tvaru s asymetrickou štruktúrou, potom keď sa roztopí, tieto molekuly sú orientované určitým spôsobom voči sebe (ich dlhé osi sú rovnobežné). V tomto prípade sa molekuly môžu voľne pohybovať rovnobežne so sebou, t.j. systém získava tekutosť charakteristickú pre kvapalinu. Systém si zároveň zachováva usporiadanú štruktúru, ktorá určuje vlastnosti charakteristické pre kryštály.
Vysoká pohyblivosť takejto konštrukcie umožňuje ovládať ju veľmi slabými vplyvmi (tepelnými, elektrickými atď.), t.j. účelovo meniť vlastnosti látky, vrátane optických, s veľmi malou energiou, čo sa využíva v modernej technike.
Typy kryštálových mriežokVzniká akákoľvek chemická látka Vysoké číslo identické častice, ktoré sú navzájom prepojené.
Pri nízkych teplotách, kedy tepelný pohybťažké, častice sú striktne orientované v priestore a tvare kryštálová mriežka.
Kryštálová bunka - toto je štruktúra s geometricky správnym usporiadaním častíc v priestore.
V samotnej kryštálovej mriežke sa rozlišujú uzly a internodálny priestor.
Rovnaká látka v závislosti od podmienok (p, t,…) existuje v rôznych kryštalických formách (to znamená, že majú rôzne kryštálové mriežky) - alotropické modifikácie, ktoré sa líšia vlastnosťami.
Známe sú napríklad štyri modifikácie uhlíka – grafit, diamant, karbín a lonsdaleit.
☼ Štvrtá odroda kryštalického uhlíka „lonsdaleite“ je málo známa. Bol nájdený v meteoritoch a získaný umelo a jeho štruktúra sa stále študuje.
☼ Sadze, koks, drevené uhlie pripisuje sa amorfným polymérom uhlíka. Teraz sa však zistilo, že ide aj o kryštalické látky.
☼ Mimochodom, lesklé čierne častice sa našli v sadzi, ktorú nazvali „zrkadlový uhlík“. Zrkadlový uhlík je chemicky inertný, tepelne odolný, nepriepustný pre plyny a kvapaliny, má hladký povrch a absolútnu kompatibilitu so živými tkanivami.
☼ Názov grafit pochádza z talianskeho „graffito“ – píšem, kreslím. Grafit je tmavosivý kryštál s miernym kovovým leskom, má vrstvenú mriežku. Oddelené vrstvy atómov v grafitovom kryštáli, ktoré sú navzájom relatívne slabo viazané, sa od seba ľahko oddelia.
TYPY KRYŠTÁLOVÝCH MRIEŽK
|
iónový |
kovové |
|||
|
Čo je v uzloch kryštálovej mriežky, štruktúrna jednotka |
ióny |
atómov |
molekuly |
atómov a katiónov |
|
Typ chemickej väzby medzi časticami uzla |
iónový |
kovalentné: polárne a nepolárne |
kovové |
|
|
Sily interakcie medzi časticami kryštálov |
elektrostatické kal |
kovalentný |
intermolekulárne áno |
elektrostatické kal |
|
Fyzikálne vlastnosti vďaka kryštálovej mriežke |
príťažlivé sily medzi iónmi sú silné, T pl. (žiaruvzdorný), Ľahko rozpustný vo vode tavenina a roztok vedú elektrický prúd, neprchavé (bez zápachu) |
kovalentné väzby medzi atómami sú veľké, T pl. a T kip veľmi, nie sú rozpustné vo vode tavenina nevedie elektrický prúd |
Príťažlivé sily medzi molekulami sú malé T pl. ↓, Niektoré sa rozpúšťajú vo vode Majú zápach - sú prchavé |
interakčné sily sú veľké T pl. , Vysoká tepelná a elektrická vodivosť |
|
Súhrnný stav hmoty za normálnych podmienok |
pevný |
pevný |
ťažké, plynný, kvapalina |
ťažké, kvapalina (N g) |
|
Príklady |
väčšina solí, alkálie, typické oxidy kovov |
C (diamant, grafit), Si, Ge, B, Si02, CaC2, SiC (karborundum), BN, Fe3C, TaC (t pl. \u003d 3800 0 С) Červený a čierny fosfor. Oxidy niektorých kovov. |
všetky plyny, kvapaliny, väčšina nekovov: inertné plyny, halogény, H 2, N 2, O 2, O 3, P 4 (biely), S 8 . Vodíkové zlúčeniny nekovov, oxidy nekovov: H 2 O, CO 2 "suchý ľad". Väčšina Organické zlúčeniny. |
Kovy, zliatiny |
Ak je rýchlosť rastu kryštálov po ochladení nízka, vytvorí sa sklovitý stav (amorfný).
- Vzťah medzi polohou prvku v periodickej sústave a kryštálovou mriežkou jeho jednoduchej látky.
Existuje úzky vzťah medzi polohou prvku v periodickej tabuľke prvkov a kryštálovou mriežkou jeho zodpovedajúcej elementárnej látky.
|
Skupina |
|||||||||
|
III |
VII |
VIII |
|||||||
|
P e R a o d |
H2 |
||||||||
|
N 2 |
O2 |
F2 |
|||||||
|
III |
P4 |
S8 |
Cl2 |
||||||
|
Br2 |
|||||||||
|
ja 2 |
|||||||||
|
Typ kryštálová mriežka |
kovové |
jadrové |
molekulárne |
||||||
Jednoduché látky zvyšných prvkov majú kovovú kryštálovú mriežku.
UPEVŇOVANIE
Preštudujte si materiál z prednášky, odpovedzte na nasledujúce otázky písomne do svojho notebooku:
- Čo je to kryštálová mriežka?
- Aké typy kryštálových mriežok existujú?
- Opíšte každý typ kryštálovej mriežky podľa plánu: Čo je v uzloch kryštálovej mriežky, štruktúrna jednotka → Typ chemickej väzby medzi časticami uzla → Sily interakcie medzi časticami kryštálu → Fyzikálne vlastnosti spôsobené kryštálom mriežka → Súhrnný stav hmoty za normálnych podmienok → Príklady
Dokončite úlohy na túto tému:
- Aký typ kryštálovej mriežky majú nasledujúce látky bežne používané v každodennom živote: voda, octová kyselina(CH 3 COOH), cukor (C 12 H 22 O 11), potašové hnojivo (KCl), riečny piesok (SiO 2) - teplota topenia 1710 0 C, amoniak (NH 3), kuchynská soľ? Urobte zovšeobecnený záver: aké vlastnosti látky môžu určiť typ jej kryštálovej mriežky?
- Podľa vzorcov daných látok: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - určte typ kryštálovej mriežky (iónovej, molekulovej) každej zlúčeniny a na základe toho popíšte fyzikálne vlastnosti každej zo štyroch látok.
- Tréner číslo 1. "Krištáľové mriežky"
- Tréner číslo 2. "Testovacie úlohy"
- Test (sebakontrola):
1) Látky s molekulárnou kryštálovou mriežkou spravidla:
a). žiaruvzdorný a vysoko rozpustný vo vodeb). taviteľné a prchavé
v). Pevné a elektricky vodivé
G). Tepelne vodivé a plastové
2) Pojem "molekula" nepoužiteľné vo vzťahu k štruktúrnej jednotke látky:
a). voda
b). kyslík
v). diamant
G). ozón
3) Atómová kryštálová mriežka je charakteristická pre:
a). hliník a grafit
b). síry a jódu
v). oxid kremičitý a chlorid sodný
G). diamant a bór
4) Ak je látka vysoko rozpustná vo vode, má vysokú teplotu topenia a je elektricky vodivá, potom jej kryštálová mriežka:
a). molekulárne
b). jadrové
v). iónový
G). kovové
Čo je za normálnych podmienok plyn, pri teplote -194 °C sa mení na kvapalinu modrá farba, i pri teplote -218,8º C stvrdne na sneh podobnú hmotu, pozostávajúcu z modrých kryštálov.
V tejto časti zvážime, ako vlastnosti chemických väzieb ovplyvňujú vlastnosti pevných látok. Teplotný interval pre existenciu látky v pevnom skupenstve je určený jej bodmi varu a topenia. Pevné látky sa delia na kryštalické a amorfné.
Amorfné látky nemajú jasnú teplotu topenia – pri zahrievaní postupne mäknú a stávajú sa tekutými. V amorfnom stave je napríklad plastelína alebo rôzne živice.
Charakteristické sú kryštalické látky správne umiestneniečastice, z ktorých sa skladajú: atómy, molekuly a ióny. - v presne vymedzených bodoch v priestore. Keď sú tieto body spojené priamymi čiarami, vzniká priestorový rámec, ktorý sa nazýva kryštálová mriežka. Body, v ktorých sú častice kryštálu umiestnené, sa nazývajú rozloženie mriežky.
Uzly imaginárnej mriežky môžu obsahovať ióny, atómy a molekuly. Tieto častice oscilujú. So zvyšujúcou sa teplotou sa rozsah týchto kmitov zväčšuje, čo spravidla vedie k tepelnej rozťažnosti telies.
V závislosti od typu častíc nachádzajúcich sa v uzloch kryštálovej mriežky a povahy väzby medzi nimi sa rozlišujú štyri typy kryštálových mriežok: iónové, atómové, molekulárne a kovové (tabuľka 6).
Jednoduché látky zostávajúcich prvkov, ktoré nie sú uvedené v tabuľke 6, majú kovovú mriežku.
Nazývajú sa iónové kryštálové mriežky, v ktorých uzloch sú ióny. Sú tvorené látkami s iónovou väzbou, ktoré môžu byť spojené tak s jednoduchými iónmi Na +, Cl-, ako aj s komplexnými SO 2- 4, OH-. Preto iónové kryštálové mriežky majú soli, niektoré oxidy kovov a hydroxidy, teda tie látky, v ktorých existuje iónová chemická väzba. Napríklad kryštál chloridu sodného je vytvorený zo striedajúcich sa kladných iónov Na+ a záporných iónov Cl-, čím sa vytvára mriežka v tvare kocky. Väzby medzi iónmi v takomto kryštáli sú veľmi stabilné. Preto látky s iónovou mriežkovou štruktúrou majú pomerne vysokú tvrdosť a pevnosť, sú žiaruvzdorné a neprchavé.
Atómové kryštály sú naliate do kryštálových mriežok, v uzloch ktorých sú jednotlivé atómy. V takýchto mriežkach sú atómy prepojené veľmi silnými kovalentnými väzbami. Príkladom látok s týmto typom kryštálovej mriežky je diamant, jedna z alotropných modifikácií uhlíka.
Počet látok s atómovou kryštálovou mriežkou nie je príliš veľký. Patria sem kryštalický bór, kremík a germánium, ako aj komplexné látky, napríklad tie, ktoré zahŕňajú oxid kremičitý (IV) - SlO2: oxid kremičitý, kremeň, piesok, horský kryštál.
Väčšina látok s atómovou kryštálovou mriežkou má veľmi vysoké teploty topenia (napr. v diamante je to nad 3500 ºС), sú pevné a tvrdé, prakticky nerozpustné.
Molekulové mriežky sa nazývajú kryštálové mriežky, v uzloch ktorých sa nachádzajú molekuly. Chemické väzby v týchto molekulách môžu byť polárne aj nepolárne. Napriek tomu, že atómy vo vnútri molekúl sú spojené veľmi silnými kovalentnými väzbami, medzi samotnými molekulami pôsobia slabé sily molekulovej príťažlivosti. Preto látky s molekulárnymi kryštálovými mriežkami majú nízku tvrdosť, nízke teploty topenia a sú prchavé.
Príkladmi látok s molekulárnymi kryštálovými mriežkami sú pevná voda – ľad, tuhý oxid uhoľnatý (IV) – „suchý ľad“, tuhý chlorovodík a sírovodík, tuhé jednoduché látky, tvorili jedno- (vzácne plyny), dvoj-, troj- (O3), štvor- (P4). osematómové molekuly. Väčšina pevných organických zlúčenín má molekulárne kryštálové mriežky (naftalén, glukóza, cukor).
Látky s kovovou väzbou majú kovové kryštálové mriežky. V uzloch takýchto mriežok sa nachádzajú atómy a ióny (buď atómy alebo ióny, na ktoré sa atómy kovov ľahko premenia, čím dávajú svoje vonkajšie elektróny na bežné použitie). Takéto vnútorná štruktúra kovy určuje ich charakteristiku fyzikálne vlastnosti: kujnosť, ťažnosť, elektrická a tepelná vodivosť, charakteristický kovový lesk.
Pre látky s molekulárnou štruktúrou platí zákon o stálosti zloženia, ktorý objavil francúzsky chemik J. L. Proust (1799-1803). V súčasnosti je tento zákon formulovaný takto: „Molekulárne chemické zlúčeniny, bez ohľadu na spôsob ich prípravy, majú konštantné zloženie a vlastnosti. Proustov zákon je jedným zo základných zákonov chémie. Pre látky s nemolekulárnou štruktúrou, napríklad iónovou, však tento zákon neplatí vždy.
1. Pevné, kvapalné a plynné skupenstvo látok.
2. Pevné látky: amorfné a kryštalické.
3. Kryštálové mriežky: atómové, iónové, kovové a molekulárne.
4. Zákon stálosti zloženia.
Aké vlastnosti naftalénu sú základom jeho použitia na ochranu vlnených výrobkov pred moľami?
Aké vlastnosti amorfných tiel sú použiteľné na opis charakterových vlastností jednotlivých ľudí?
Prečo sa s hliníkom, ktorý objavil dánsky vedec K. X. Oersted v roku 1825, dlho zaobchádzalo ako s drahými kovmi?
Spomeňte si na prácu A. Belyaeva "Predavač vzduchu" a charakterizujte vlastnosti tuhého kyslíka pomocou jeho popisu uvedeného v knihe.
Prečo sa teplota topenia kovov mení vo veľmi širokom rozmedzí? Na prípravu odpovede na túto otázku použite ďalšiu literatúru.
Prečo sa výrobok vyrobený z kremíka pri náraze rozbije na kusy, zatiaľ čo výrobok vyrobený z olova sa iba sploští? V ktorom z týchto prípadov dochádza k deštrukcii chemickej väzby a v ktorom nie? prečo?
Väčšina látok sa vyznačuje schopnosťou, v závislosti od podmienok, byť v jednom z troch stavov agregácie: pevný, kvapalný alebo plynný.
Napríklad voda pri normálny tlak v rozmedzí teplôt 0-100 o C je kvapalinou, pri teplotách nad 100 o C môže existovať len v plynnom skupenstve a pri teplotách pod 0 o C je to pevná látka.
Látky v pevnom stave rozlišujú amorfné a kryštalické.
Charakteristickým znakom amorfných látok je absencia jasného bodu topenia: ich tekutosť sa postupne zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou. Medzi amorfné látky patria zlúčeniny ako vosk, parafín, väčšina plastov, sklo atď.
Napriek tomu majú kryštalické látky špecifickú teplotu topenia, t.j. látka s kryštalickou štruktúrou prechádza z pevného skupenstva do kvapalného nie postupne, ale náhle pri dosiahnutí určitej teploty. Príklady kryštalických látok zahŕňajú kuchynskú soľ, cukor, ľad.
Rozdiel vo fyzikálnych vlastnostiach amorfných a kryštalických pevných látok je spôsobený predovšetkým štruktúrnymi vlastnosťami takýchto látok. Aký je rozdiel medzi látkou v amorfnom a kryštalickom stave, najjednoduchší spôsob, ako pochopiť, je z nasledujúcej ilustrácie:
Ako vidíte, v amorfnej látke, na rozdiel od kryštalickej, nie je poriadok v usporiadaní častíc. Ak v kryštalickej látke človek mentálne spojí dva atómy blízko seba priamou čiarou, potom zistí, že rovnaké častice budú ležať na tejto čiare v presne definovaných intervaloch:
V prípade kryštalických látok teda možno hovoriť o takom koncepte ako kryštálová mriežka.
kryštálová mriežka nazývaný priestorový rámec spájajúci body priestoru, v ktorom sú častice tvoriace kryštál.
Body v priestore, kde sa nachádzajú častice tvoriace kryštál, sa nazývajú mriežkové uzly .
V závislosti od toho, ktoré častice sú v uzloch kryštálovej mriežky, existujú: molekulárne, atómové, iónové a kovová kryštálová mriežka .
v uzloch molekulárna kryštálová mriežka
Kryštalická mriežka ľadu ako príklad molekulárnej mriežkyexistujú molekuly, v ktorých sú atómy viazané silnými kovalentnými väzbami, ale samotné molekuly sú držané pri sebe slabými medzimolekulovými silami. V dôsledku takýchto slabých medzimolekulových interakcií sú kryštály s molekulárnou mriežkou krehké. Takéto látky sa líšia od látok s inými typmi štruktúry výrazne nižšími bodmi topenia a varu, nevedú elektriny sa môže alebo nemusí rozpúšťať v rôznych rozpúšťadlách. Roztoky takýchto zlúčenín môžu alebo nemusia viesť elektrinu, v závislosti od triedy zlúčeniny. Medzi zlúčeniny s molekulovou kryštálovou mriežkou patria mnohé jednoduché látky - nekovy (vytvrdený H 2, O 2, Cl 2, kosoštvorcová síra S 8, biely fosfor P 4), ako aj mnohé zložité látky - vodíkové zlúčeniny nekovov, kyseliny, oxidy nekovov, naj organickej hmoty. Treba poznamenať, že ak je látka v plynnom alebo kvapalnom stave, je nevhodné hovoriť o molekulárnej kryštálovej mriežke: správnejšie je použiť termín - molekulárny typ štruktúry.
Kryštalická mriežka diamantu ako príklad atómovej mriežkyv uzloch atómová kryštálová mriežka
existujú atómy. V tomto prípade sú všetky uzly takejto kryštálovej mriežky navzájom "zosieťované" pomocou silných kovalentných väzieb do jediného kryštálu. V skutočnosti je takýto kryštál jedna obrovská molekula. Vďaka štruktúrnym vlastnostiam sú všetky látky s atómovou kryštálovou mriežkou pevné, majú vysoké teploty topenia, sú chemicky neaktívne, nerozpustné ani vo vode, ani v organických rozpúšťadlách a ich taveniny nevedú elektrický prúd. Malo by sa pamätať na to, že látky s atómovým typom štruktúry z jednoduchých látok zahŕňajú bór B, uhlík C (diamant a grafit), kremík Si, z komplexných látok - oxid kremičitý SiO 2 (kremeň), karbid kremíka SiC, nitrid bóru BN.
Pre látky s iónová kryštálová mriežka
v miestach mriežky sú ióny navzájom spojené iónovými väzbami.
Keďže iónové väzby sú dostatočne pevné, látky s iónovou mriežkou majú relatívne vysokú tvrdosť a žiaruvzdornosť. Najčastejšie sú rozpustné vo vode a ich roztoky, podobne ako taveniny, vedú elektrinu.
Medzi látky s iónovým typom kryštálovej mriežky patria kovové a amónne soli (NH 4 +), zásady, oxidy kovov. Skutočným znakom iónovej štruktúry látky je prítomnosť v jej zložení atómov typického kovu a nekovu.
Kryštalická mriežka chloridu sodného ako príklad iónovej mriežky
pozorované v kryštáloch voľných kovov, napríklad sodíka Na, železa Fe, horčíka Mg atď. V prípade kovovej kryštálovej mriežky sa v jej uzloch nachádzajú katióny a atómy kovov, medzi ktorými sa pohybujú elektróny. V tomto prípade sa pohybujúce sa elektróny periodicky viažu na katióny, čím neutralizujú ich náboj a jednotlivé neutrálne kovové atómy namiesto toho „uvoľňujú“ niektoré zo svojich elektrónov, čím sa zase menia na katióny. V skutočnosti „voľné“ elektróny nepatria jednotlivým atómom, ale celému kryštálu.
Takéto konštrukčné vlastnosti vedú k tomu, že kovy dobre vedú teplo a elektrický prúd, často majú vysokú ťažnosť (ťažnosť).
Rozptyl v hodnotách teplôt topenia kovov je veľmi veľký. Napríklad bod topenia ortuti je približne mínus 39 ° C (kvapalina za normálnych podmienok) a volfrám - 3422 ° C. Treba poznamenať, že za normálnych podmienok sú všetky kovy okrem ortuti pevné látky.
Väčšina pevných látok má kryštalickýštruktúra, ktorá sa vyznačuje presne definované usporiadanie častíc. Ak spojíte častice s podmienenými čiarami, dostanete priestorový rámec tzv kryštálová mriežka. Body, v ktorých sa nachádzajú častice kryštálu, sa nazývajú uzly mriežky. Uzly imaginárnej mriežky môžu obsahovať atómy, ióny alebo molekuly.
V závislosti od povahy častíc nachádzajúcich sa v uzloch a od povahy spojenia medzi nimi sa rozlišujú štyri typy kryštálových mriežok: iónové, kovové, atómové a molekulárne.
Iónový nazývané mriežky, v uzloch ktorých sú ióny.
Tvoria ich látky s iónovými väzbami. V uzloch takejto mriežky sa nachádzajú kladné a záporné ióny, ktoré sú vzájomne prepojené elektrostatickou interakciou.
Iónové kryštálové mriežky obsahujú soli, alkálie, oxidy aktívne kovy . Ióny môžu byť jednoduché alebo zložité. Napríklad na miestach kryštálovej mriežky chloridu sodného sú jednoduché sodné ióny Na a chlór Cl - a na miestach mriežky síranu draselného sa striedajú jednoduché draselné ióny K a komplexné síranové ióny S O 4 2 -.
Väzby medzi iónmi v takýchto kryštáloch sú silné. Preto sú iónové látky pevné, žiaruvzdorné, neprchavé. Takéto látky sú dobré rozpustiť vo vode.
Kryštalická mriežka chloridu sodného
Kryštál chloridu sodného
kov nazývané mriežky, ktoré pozostávajú z kladných iónov a atómov kovov a voľných elektrónov.
Sú tvorené látkami s kovovou väzbou. V uzloch kovovej mriežky sa nachádzajú atómy a ióny (buď atómy alebo ióny, na ktoré sa atómy ľahko premenia a dávajú svoje vonkajšie elektróny na bežné použitie).
Takéto kryštálové mriežky sú charakteristické pre jednoduché látky z kovov a zliatin.
Teploty topenia kovov môžu byť rôzne (od \ (-37 \) ° C pre ortuť do dvoch až troch tisíc stupňov). Ale všetky kovy majú vlastnosť kovový lesk kujnosť , ťažnosť , dobre viesť elektrinu a vrúcne.
kovová kryštálová mriežka
Hardvér
Nazývajú sa atómové kryštálové mriežky, v ktorých uzloch sú jednotlivé atómy spojené kovalentnými väzbami.
Tento typ mriežky má diamant - jednu z alotropných modifikácií uhlíka. Látky s atómovou kryštálovou mriežkou zahŕňajú grafit, kremík, bór a germánium ako aj komplexné látky, napríklad karborundum SiC a oxid kremičitý, kremeň, horský krištáľ, piesok, ktoré zahŕňajú oxid kremičitý (\ (IV \)) Si O 2.
Takéto látky sú charakterizované vysoká pevnosť a tvrdosť. Diamant je teda najtvrdšia prírodná látka. Látky s atómovou kryštálovou mriežkou majú veľmi vysoké teploty topenia a varením. Napríklad teplota topenia oxidu kremičitého je \(1728 \) ° C, zatiaľ čo pre grafit je vyššia - \ (4000 \) ° C. Atómové kryštály sú prakticky nerozpustné.
Diamantová kryštálová mriežka
diamant
Molekulárna nazývané mriežky, v uzloch ktorých sa nachádzajú molekuly viazané slabou medzimolekulovou interakciou.
Napriek tomu, že vo vnútri molekúl sú atómy spojené veľmi silnými kovalentnými väzbami, medzi molekulami samotnými pôsobia slabé sily medzimolekulovej príťažlivosti. Preto molekulárne kryštály majú málo sily a tvrdosť nízke teploty topenia a varením. Mnohé molekulárne látky sú pri izbovej teplote kvapaliny a plyny. Takéto látky sú prchavé. Napríklad kryštalický jód a tuhý oxid uhoľnatý (\ (IV \)) („suchý ľad“) sa vyparujú bez toho, aby prešli do kvapalného stavu. Niektoré molekulárne látky sú vôňa .
Jednoduché látky v tuhom stave agregácie majú tento typ mriežky: vzácne plyny s monatomickými molekulami (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn ), ako aj nekovy s dvoj- a polyatomické molekuly (H2, O2, N2, Cl2, I2, O3, P4, S8).
Molekulárna kryštálová mriežka má aj látky s kovalentnými polárnymi väzbami: voda - ľad, tuhý amoniak, kyseliny, oxidy nekovov. Väčšina Organické zlúčeniny sú tiež molekulové kryštály (naftalén, cukor, glukóza).
Chémia je úžasná veda. Toľko neuveriteľného sa dá nájsť v zdanlivo obyčajných veciach.
Všetko hmotné, čo nás všade obklopuje, existuje v niekoľkých stavoch agregácie: plyny, kvapaliny a pevné telesá. Vedci izolovali aj 4. – plazmu. Pri určitej teplote sa látka môže zmeniť z jedného stavu do druhého. Napríklad voda: pri zahriatí nad 100 sa z tekutej formy zmení na paru. Pri teplotách pod 0 prechádza do ďalšej agregátovej štruktúry – ľadu.
Celý hmotný svet má vo svojom zložení množstvo rovnakých častíc, ktoré sú navzájom prepojené. Tieto najmenšie prvky sú striktne usporiadané v priestore a tvoria takzvaný priestorový rámec.
Definícia
Kryštalická mriežka je špeciálna štruktúra pevnej látky, v ktorej sú častice v priestore geometricky striktne usporiadané. Je možné v ňom detegovať uzly – miesta, kde sa nachádzajú prvky: atómy, ióny a molekuly a internodálny priestor.
Pevné látky, v závislosti od rozsahu vysokých a nízkych teplôt, sú kryštalické alebo amorfné - vyznačujú sa absenciou špecifickej teploty topenia. Pri vystavení zvýšené teploty zmäknú a postupne sa premenia na tekutá forma. Medzi takéto látky patria: živica, plastelína.
V tomto ohľade možno rozdeliť do niekoľkých typov:
- atómový;
- iónové;
- molekulárne;
- kov.
Ale pri rôznych teplotách môže mať jedna látka rôzne formy a vykazujú rôzne vlastnosti. Tento jav sa nazýva alotropická modifikácia.
Atómový typ
V tomto type sú atómy jednej alebo druhej látky umiestnené v uzloch, ktoré sú spojené kovalentnými väzbami. Tento typ väzby je tvorený párom elektrónov dvoch susedných atómov. Vďaka tomu sú spojené rovnomerne a v prísnom poradí.
Látky s atómovou kryštálovou mriežkou sa vyznačujú týmito vlastnosťami: pevnosťou a vysokou teplotou topenia. Tento typ väzby je prítomný v diamante, kremíku a bóre..
Iónový typ
Opačné nabité ióny sa nachádzajú v uzloch, ktoré vytvárajú elektromagnetické pole, ktoré charakterizuje fyzikálne vlastnosti látky. Tieto budú zahŕňať: elektrickú vodivosť, žiaruvzdornosť, hustotu a tvrdosť. Kuchynská soľ a dusičnan draselný sa vyznačujú prítomnosťou iónovej kryštálovej mriežky.
Neprehliadnite: Mechanizmus vzdelávania, prípadové štúdie.
Molekulárny typ
V miestach tohto typu sú ióny spojené van der Waalsovými silami. V dôsledku slabých medzimolekulových väzieb sa takéto látky, napríklad ľad, oxid uhličitý a parafín, vyznačujú plasticitou, elektrickou a tepelnou vodivosťou.
kovový typ
Svojou štruktúrou pripomína molekulárnu, no stále má pevnejšie väzby. Rozdiel tohto typu je v tom, že v jeho uzloch sa nachádzajú kladne nabité katióny. Elektróny, ktoré sú v intersticiálnom priestore priestoru, podieľajú sa na tvorbe elektrického poľa. Nesú aj meno elektrický plyn.
Jednoduché kovy a zliatiny sa vyznačujú typom kovovej mriežky. Vyznačujú sa prítomnosťou kovového lesku, plasticity, tepelnej a elektrickej vodivosti. Môžu sa topiť pri rôznych teplotách.