Atom és molekuláris kristályrács táblázat. Kristály cella

A szilárd anyagok általában kristályos szerkezetűek. Jellemzője a részecskék helyes elrendezése a tér szigorúan meghatározott pontjain. Ha ezeket a pontokat gondolatilag összekötjük egymást metsző egyenesekkel, akkor egy térbeli keret alakul ki, amelyet ún kristályrács.

Azokat a pontokat, ahol a részecskék találhatók, ún kristályrács csomópontok. Egy képzeletbeli rács csomópontjai ionokat, atomokat vagy molekulákat tartalmazhatnak. Oszcilláló mozgásokat végeznek. A hőmérséklet növekedésével a rezgések amplitúdója nő, ami a testek hőtágulásában nyilvánul meg.

A részecskék típusától és a köztük lévő kapcsolat jellegétől függően négyféle kristályrácsot különböztetünk meg: ionos, atomi, molekuláris és fémes.

Az ionokból álló kristályrácsokat ionosnak nevezzük. Ionos kötésekkel rendelkező anyagok alkotják őket. Példa erre a nátrium-klorid kristály, amelyben, mint már említettük, minden nátriumiont hat kloridion vesz körül, és mindegyik kloridiont hat nátriumion vesz körül. Ez az elrendezés akkor felel meg a legsűrűbb tömítésnek, ha az ionokat a kristályban elhelyezkedő gömbökként ábrázoljuk. Nagyon gyakran a kristályrácsokat az ábrán látható módon ábrázolják, ahol csak a részecskék egymáshoz viszonyított helyzete van feltüntetve, méretük azonban nem.

Egy adott részecskével egy kristályban vagy egy egyedi molekulában a legközelebbi szomszédos részecskék számát ún. koordinációs szám.

A nátrium-klorid rácsban mindkét ion koordinációs száma 6. Tehát egy nátrium-klorid kristályban lehetetlen elkülöníteni az egyes sómolekulákat. Egyik sem létezik. Az egész kristályt egy óriási makromolekulának kell tekinteni, amely egyenlő számú Na + és Cl - ionból áll, Na n Cl n, ahol n nagy szám. Az ilyen kristályokban az ionok közötti kötések nagyon erősek. Ezért az ionrácsos anyagok viszonylag nagy keménységgel rendelkeznek. Tűzállóak és alacsonyan repülnek.

Az ionos kristályok megolvadása az ionok egymáshoz viszonyított geometriailag helyes orientációjának megzavarásához és a köztük lévő kötés erősségének csökkenéséhez vezet. Ezért olvadékaik elektromos áramot vezetnek. Az ionos vegyületek általában könnyen oldódnak poláris molekulákból álló folyadékokban, például vízben.

A kristályrácsokat, amelyek csomópontjaiban egyedi atomok vannak, atomoknak nevezzük. Az ilyen rácsokban lévő atomok erős kovalens kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. Példa erre a gyémánt, a szén egyik módosulata. A gyémánt szénatomokból áll, amelyek mindegyike négy szomszédos atomhoz kapcsolódik. A szén koordinációs száma a gyémántban 4 . A gyémántrácsban, akárcsak a nátrium-klorid rácsban, nincsenek molekulák. Az egész kristályt óriási molekulának kell tekinteni. Az atomi kristályrács a szilárd bórra, szilíciumra, germániumra és egyes elemek szénnel és szilíciummal alkotott vegyületeire jellemző.

A (poláris és nem poláris) molekulákból álló kristályrácsokat molekulárisnak nevezzük.

Az ilyen rácsokban lévő molekulák viszonylag gyenge intermolekuláris erőkkel kapcsolódnak egymáshoz. Ezért a molekularácsos anyagok alacsony keménységűek és alacsony olvadáspontúak, vízben oldhatatlanok vagy gyengén oldódnak, és oldataik szinte nem vezetnek elektromos áramot. A molekuláris ráccsal rendelkező szervetlen anyagok száma kicsi.

Ilyenek például a jég, a szilárd szén-monoxid (IV) („szárazjég”), a szilárd hidrogén-halogenidek, a szilárd egyszerű anyagok, amelyeket egy- (nemesgázok), két- (F 2, Cl 2, Br 2, I 2, H 2, O 2, N 2), három- (O 3), négy- (P 4), nyolc- (S 8) atomos molekulák. A jód molekuláris kristályrácsát az ábra mutatja. . A legtöbb kristályos szerves vegyületnek van molekularácsa.

Az egyik leggyakoribb anyag, amellyel az emberek mindig is szívesebben dolgoztak, a fém volt. Minden korszakban előnyben részesítették ezeknek a csodálatos anyagoknak a különböző típusait. Így a Kr.e. 4-3. évezredet a kalkolit, vagyis rézkornak tekintik. Később bronz váltja fel, majd lép életbe a ma is aktuális - a vas.

Manapság általában nehéz elképzelni, hogy valaha meg lehetett tenni fémtermékek nélkül, mert a háztartási cikkektől, orvosi műszerektől a nehéz és könnyű felszerelésekig szinte minden ebből az anyagból áll, vagy különálló alkatrészeket tartalmaz belőle. Miért sikerült a fémeknek ekkora népszerűségre szert tenniük? Próbáljuk kitalálni, mik a jellemzők, és hogyan rejlik ez a szerkezetükben.

A fémek általános fogalma

A "Kémia. 9. osztály" az iskolások által használt tankönyv. Itt tanulmányozzák részletesen a fémeket. Nagy fejezetet szentelünk fizikai és kémiai tulajdonságaik figyelembevételének, mivel rendkívül nagy a sokféleségük.

Ettől a kortól ajánlott a gyerekeknek képet adni ezekről az atomokról és tulajdonságaikról, mert a tinédzserek már teljesen fel tudják mérni az ilyen ismeretek jelentőségét. Tökéletesen látják, hogy az őket körülvevő tárgyak, gépek és egyéb dolgok sokfélesége a fémes természeten alapul.

Mi az a fém? A kémia szempontjából ezeket az atomokat általában a következőképpen osztályozzák:

• külső szinten kicsi;
• erős helyreállító tulajdonságokat mutatnak;
• nagy atomsugárral rendelkeznek;
• Egyszerű anyagokként számos speciális fizikai tulajdonsággal rendelkeznek.

Ezekről az anyagokról az ismeretek alapját a fémek atomi-kristályos szerkezetének figyelembevételével nyerhetjük meg. Ez az, ami megmagyarázza e vegyületek összes jellemzőjét és tulajdonságait.

A periódusos rendszerben a teljes tábla nagy része a fémekhez van hozzárendelve, mivel ezek alkotják az összes másodlagos alcsoportot és a fő csoportokat az elsőtől a harmadik csoportig. Ezért számbeli fölényük nyilvánvaló. A leggyakoribbak a következők:

• kalcium;
• nátrium;
• titán;
• Vas;
• magnézium;
• alumínium;
• kálium.

Minden fémnek számos olyan tulajdonsága van, amelyek lehetővé teszik, hogy egyetlen nagy anyagcsoporttá egyesüljenek. Ezeket a tulajdonságokat viszont pontosan a fémek kristályszerkezete magyarázza.

A fémek tulajdonságai

A kérdéses anyagok sajátos tulajdonságai a következők.

1. Fémes ragyogás. Az egyszerű anyagok minden képviselője rendelkezik, és a legtöbb azonos Csak néhány (arany, réz, ötvözetek) különbözik.
2. Képlékenység és plaszticitás - az a képesség, hogy könnyen deformálódjon és helyreálljon. Különböző képviselőiben eltérő mértékben fejeződik ki.
3. Az elektromos és hővezető képesség az egyik fő tulajdonság, amely meghatározza a fém és ötvözeteinek felhasználási területeit.

A fémek és ötvözetek kristályos szerkezete megmagyarázza az egyes jelzett tulajdonságok okát, és beszél azok súlyosságáról minden egyes képviselőnél. Ha ismeri egy ilyen szerkezet jellemzőit, akkor befolyásolhatja a minta tulajdonságait és beállíthatja a kívánt paraméterekhez, amit az emberek sok évtizede csinálnak.

Fémek atomi kristályszerkezete

Mi ez a szerkezet, mi jellemzi? Már maga az elnevezés is arra utal, hogy minden fém szilárd állapotban, azaz normál körülmények között kristály (kivéve a higanyt, amely folyékony). Mi az a kristály?

Ez egy hagyományos grafikus kép, amelyet a testet sorakozó atomokon átmetsző képzeletbeli vonalak metszésével alkotnak. Más szóval, minden fém atomokból áll. Nem kaotikusan, hanem nagyon helyesen és következetesen helyezkednek el benne. Tehát, ha ezeket a részecskéket gondolatban egyetlen struktúrába egyesítjük, gyönyörű képet kapunk valamilyen alakú szabályos geometriai test formájában.

Ezt nevezik általában egy fém kristályrácsának. Nagyon összetett és térben terjedelmes, ezért az egyszerűség kedvéért nem az egész látható, hanem csak egy része, egy elemi cella. Az ilyen sejtek halmaza, amelyek összegyűjtve kristályrácsokat alkotnak, visszaverődnek. A kémia, a fizika és a kohászat olyan tudományok, amelyek az ilyen szerkezetek szerkezeti jellemzőit tanulmányozzák.

Maga az atomok halmaza, amelyek egymástól bizonyos távolságra helyezkednek el, és szigorúan meghatározott számú egyéb részecskét koordinálnak maguk körül. Jellemzője a tömörítési sűrűség, az alkotóelemek közötti távolság és a koordinációs szám. Általánosságban elmondható, hogy ezek a paraméterek az egész kristályra jellemzőek, és ezért tükrözik a fém tulajdonságait.

Számos változata van. Mindegyikben van egy közös jellemző - a csomópontok atomokat tartalmaznak, és belül van egy elektrongáz felhő, amely az elektronok szabad mozgása révén jön létre a kristályon belül.

A kristályrácsok fajtái

Tizennégy rácsszerkezeti opciót általában három fő típusba kombinálnak. Ezek a következők:

1. Testközpontú köbös.
2. Hatszögletű, szorosan csomagolt.
3. Arcközpontú köbös.

A fémek kristályszerkezetét csak akkor tanulmányozták, amikor lehetővé vált nagy nagyítású képek készítése. A rácstípusok osztályozását pedig először a francia tudós, Bravais adta meg, akinek nevén néha nevezik őket.

Testközpontú rács

Az ilyen típusú fémek kristályrácsának szerkezete a következő. Ez egy kocka nyolc atommal a csomópontjaiban. Egy másik a cella szabad belső terének közepén található, ez magyarázza a „testközpontú” elnevezést.

Ez az egyik lehetőség az egységcella legegyszerűbb felépítésére, és így a teljes rács egészére. A következő fémek rendelkeznek ezzel a típussal:

• molibdén;
• vanádium;
• króm;
• mangán;
• alfa vas;
• béta vas és mások.

Az ilyen képviselők fő tulajdonságai a nagyfokú alakíthatóság és hajlékonyság, keménység és szilárdság.

Arcközpontú rács

A felületközpontú köbös rácsos fémek kristályszerkezete a következő. Ez egy kocka, amely tizennégy atomot tartalmaz. Nyolc közülük rácscsomópontot alkot, és további hat található, mindegyik oldalon egy-egy.

Hasonló szerkezettel rendelkeznek:

• alumínium;
• nikkel;
• vezet;
• gamma vas;
• réz.

A fő megkülönböztető tulajdonságok a különböző színek fénye, könnyedség, szilárdság, alakíthatóság, fokozott korrózióállóság.

Hatszögletű rács

A rácsos fémek kristályszerkezete a következő. Az egységcella alapja egy hatszögletű prizma. Csomópontjainál 12 atom található, a bázisoknál további kettő, a szerkezet közepén lévő térben pedig három atom található szabadon. Összesen tizenhét atom van.

Fémek, mint pl.

• alfa-titán;
• magnézium;
• alfa-kobalt;
• cink.

A fő tulajdonságok a nagyfokú szilárdság, az erős ezüstfény.

A fémek kristályszerkezetének hibái

Azonban minden vizsgált sejttípusnak lehetnek természetes hiányosságai, vagy úgynevezett defektusai. Ennek különböző okai lehetnek: idegen atomok és fémek szennyeződései, külső hatások stb.

Ezért van egy osztályozás, amely tükrözi a kristályrácsok esetleges hibáit. A kémia mint tudomány mindegyiket tanulmányozza annak érdekében, hogy azonosítsa az okot és az eltávolítás módját, hogy az anyag tulajdonságai ne változzanak. Tehát a hibák a következők.

1. Folt. Három fő típusuk van: üres helyek, szennyeződések vagy elmozdult atomok. Ezek a fém mágneses tulajdonságainak, elektromos és hővezető képességének romlásához vezetnek.
2. Lineáris vagy diszlokáció. Van éles és csavaros is. Ezek rontják az anyag szilárdságát és minőségét.
3. Felületi hibák. Befolyásolja a fémek megjelenését és szerkezetét.

Jelenleg módszereket dolgoztak ki a hibák kiküszöbölésére és tiszta kristályok előállítására. Azonban nem lehet teljesen kiirtani őket, nem létezik ideális kristályrács.

A fémek kristályszerkezetére vonatkozó ismeretek fontossága

A fenti anyagból nyilvánvaló, hogy a finom szerkezet és szerkezet ismerete lehetővé teszi az anyag tulajdonságainak előrejelzését és azok befolyásolását. A kémia tudománya pedig lehetővé teszi ezt. Az általános iskola 9. osztálya a tanulási folyamatban arra helyezi a hangsúlyt, hogy a tanulókban világosan megértsék az alapvető logikai lánc: összetétel - szerkezet - tulajdonságok - alkalmazás.

A fémek kristályszerkezetére vonatkozó információk nagyon világosan szemléltetettek, és lehetővé teszik a tanár számára, hogy világosan elmagyarázza és megmutassa a gyerekeknek, mennyire fontos a finom szerkezet ismerete az összes tulajdonság helyes és hozzáértő használatához.

A legtöbb anyagot az jellemzi, hogy a körülményektől függően három halmazállapotú aggregációs állapot egyikében van: szilárd, folyékony vagy gáznemű.

Például a normál nyomású víz a 0-100 o C hőmérséklet-tartományban folyékony, 100 o C feletti hőmérsékleten csak gáz halmazállapotban létezhet, 0 o C alatti hőmérsékleten pedig szilárd halmazállapotú.
A szilárd halmazállapotú anyagokat amorf és kristályos anyagokra osztják.

Az amorf anyagokra jellemző a tiszta olvadáspont hiánya: folyékonyságuk a hőmérséklet emelkedésével fokozatosan növekszik. Az amorf anyagok közé tartoznak az olyan vegyületek, mint a viasz, a paraffin, a legtöbb műanyag, üveg stb.

Ennek ellenére a kristályos anyagoknak meghatározott olvadáspontjuk van, pl. a kristályos szerkezetű anyag szilárd halmazállapotból folyékony halmazállapotba kerül nem fokozatosan, hanem hirtelen, meghatározott hőmérséklet elérésekor. A kristályos anyagok példái közé tartozik a konyhasó, a cukor és a jég.

Az amorf és kristályos szilárd anyagok fizikai tulajdonságainak különbsége elsősorban az ilyen anyagok szerkezeti sajátosságaiból adódik. Hogy mi a különbség az amorf és a kristályos állapotú anyagok között, az a következő ábrán látható a legkönnyebben:

Mint látható, az amorf anyagban, a kristályos anyaggal ellentétben, nincs rend a részecskék elrendezésében. Ha egy kristályos anyagban gondolatban két egymáshoz közeli atomot köt össze egy egyenes vonallal, akkor azt tapasztalhatja, hogy ugyanazok a részecskék fognak feküdni ezen a vonalon szigorúan meghatározott időközönként:

Így kristályos anyagok esetében beszélhetünk olyan fogalomról, mint a kristályrács.

Kristályrács térbeli keretnek nevezzük, amely összeköti a tér azon pontjait, amelyekben a kristályt alkotó részecskék találhatók.

A tér azon pontjait, ahol a kristályt alkotó részecskék találhatók, ún kristályrács csomópontok .

Attól függően, hogy mely részecskék találhatók a kristályrács csomópontjaiban, megkülönböztetik őket: molekuláris, atomi, ionos És fém kristályrácsok .

Csomópontokban molekuláris kristályrács

Jégkristályrács, mint például a molekularács

Vannak olyan molekulák, amelyeken belül az atomokat erős kovalens kötés köti össze, de magukat a molekulákat gyenge intermolekuláris erők tartják egymás közelében. Az ilyen gyenge intermolekuláris kölcsönhatások miatt a molekularácsos kristályok törékenyek. Az ilyen anyagok lényegesen alacsonyabb olvadás- és forráspontjukkal különböznek a más szerkezetű anyagoktól, nem vezetnek elektromos áramot, és különböző oldószerekben oldódnak vagy nem. Az ilyen vegyületek oldatai a vegyület osztályától függően vezethetnek vagy nem vezetnek elektromos áramot. A molekuláris kristályrácsos vegyületek sok egyszerű anyagot tartalmaznak - nemfémek (edzett H 2, O 2, Cl 2, ortorombos kén S 8, fehér foszfor P 4), valamint sok összetett anyag - nem fémek hidrogénvegyületei, savak, nem fém-oxidok, a legtöbb szerves anyag. Megjegyzendő, hogy ha egy anyag gáznemű vagy folyékony halmazállapotú, akkor nem helyénvaló molekuláris kristályrácsról beszélni: helyesebb a molekuláris szerkezeti típus kifejezést használni.

Gyémánt kristályrács, mint például az atomrács

Csomópontokban atomi kristályrács

atomok vannak. Ezen túlmenően egy ilyen kristályrács összes csomópontja erős kovalens kötéseken keresztül "össze van kötve" egyetlen kristályba. Valójában egy ilyen kristály egy óriási molekula. Szerkezeti sajátosságaiból adódóan minden atomkristályrácsos anyag szilárd, magas olvadáspontú, kémiailag inaktív, sem vízben, sem szerves oldószerekben nem oldódik, olvadékai nem vezetnek elektromos áramot. Emlékeztetni kell arra, hogy az atomi típusú szerkezetű anyagok közé tartozik a bór B, a szén C (gyémánt és grafit), az egyszerű anyagokból származó szilícium Si, valamint az összetett anyagokból származó szilícium-dioxid SiO 2 (kvarc), a szilícium-karbid SiC, a bór-nitrid BN.

Olyan anyagokhoz, amelyek ionos kristályrács

a rácsos helyek ionos kötéseken keresztül egymáshoz kapcsolódó ionokat tartalmaznak.
Mivel az ionos kötések meglehetősen erősek, az ionrácsos anyagok viszonylag nagy keménységgel és tűzállósággal rendelkeznek. Leggyakrabban vízben oldódnak, és oldataik, mint az olvadékok, elektromos áramot vezetnek.
Az ionos kristályrácsos anyagok közé tartoznak a fém- és ammóniumsók (NH 4 +), a bázisok és a fém-oxidok. Egy anyag ionos szerkezetének biztos jele, hogy összetételében egyaránt jelen van egy tipikus fém és egy nemfém atomja.

A nátrium-klorid kristályrácsa, mint például az ionrács

szabad fémek kristályaiban figyelhető meg, például nátrium-nátriumban, vasban, vasban, magnézium-magnéziumban stb. Fémkristályrács esetén annak csomópontjai kationokat és fématomokat tartalmaznak, amelyek között elektronok mozognak. Ebben az esetben a mozgó elektronok időszakosan kationokhoz kapcsolódnak, így semlegesítve a töltésüket, és az egyes semleges fématomok cserébe „kiszabadítják” elektronjaik egy részét, majd kationokká alakulnak. Valójában a „szabad” elektronok nem egyes atomokhoz, hanem az egész kristályhoz tartoznak.

Az ilyen szerkezeti jellemzők azt a tényt eredményezik, hogy a fémek jól vezetik a hőt és az elektromos áramot, és gyakran nagy a képlékenységük.
A fémek olvadási hőmérsékletének terjedése igen nagy. Például a higany olvadáspontja körülbelül mínusz 39 ° C (folyadék normál körülmények között), és a volfrám 3422 ° C. Meg kell jegyezni, hogy normál körülmények között a higanyt kivéve minden fém szilárd anyag.

A legtöbb szilárd anyag rendelkezik kristályos szerkezet, amelyre jellemző a részecskék szigorúan meghatározott elrendezése. Ha a részecskéket konvencionális vonalakkal kötjük össze, akkor egy térbeli keretet kapunk, az úgynevezett kristályrács. Azokat a pontokat, ahol a kristályrészecskék elhelyezkednek, rácscsomópontoknak nevezzük. Egy képzeletbeli rács csomópontjai tartalmazhatnak atomokat, ionokat vagy molekulákat.

A csomópontokon elhelyezkedő részecskék természetétől és a köztük lévő kapcsolat jellegétől függően négyféle kristályrácsot különböztetünk meg: ionos, fémes, atomi és molekuláris.

Ión rácsoknak nevezzük, amelyek csomópontjaiban ionok vannak.

Ionos kötésekkel rendelkező anyagok alkotják őket. Egy ilyen rács csomópontjaiban pozitív és negatív ionok kapcsolódnak egymáshoz elektrosztatikus kölcsönhatás révén.

Az ionos kristályrácsok sókat, lúgokat, aktív fém-oxidok. Az ionok lehetnek egyszerűek vagy összetettek. Például a nátrium-klorid rácshelyein egyszerű nátriumionok Na és klór Cl −, a kálium-szulfát rácshelyein pedig egyszerű K káliumionok és komplex szulfátionok S O 4 2 − váltakoznak.

Az ilyen kristályokban az ionok közötti kötések erősek. Ezért az ionos anyagok szilárdak, tűzállóak, nem illékonyak. Az ilyen anyagok jók oldjuk fel vízben.

Nátrium-klorid kristályrács

Nátrium-klorid kristály

Fém rácsoknak nevezzük, amelyek pozitív ionokból és fématomokból és szabad elektronokból állnak.

Fémes kötéssel rendelkező anyagok alkotják őket. A fémrács csomópontjaiban atomok és ionok találhatók (akár atomok, akár ionok, amelyekbe az atomok könnyen átalakulnak, feladva külső elektronjaikat közös használatra).

Az ilyen kristályrácsok jellemzőek a fémek és ötvözetek egyszerű anyagaira.

A fémek olvadáspontja eltérő lehet (a higany esetében \(–37\) °C-tól két-háromezer fokig). De minden fémnek van sajátossága fémes ragyogás, alakíthatóság, hajlékonyság, jól vezeti az elektromosságotés melegség.

Fém kristályrács

Hardver

Az atomi rácsokat kristályrácsoknak nevezzük, amelyek csomópontjaiban kovalens kötéssel összekötött egyedi atomok találhatók.

A gyémánt ilyen típusú rácsokkal rendelkezik - a szén egyik allotróp módosulata. Az atomi kristályrácsos anyagok közé tartozik grafit, szilícium, bór és germánium, valamint összetett anyagok, például karborundum SiC és szilícium-dioxid, kvarc, hegyikristály, homok, amelyek szilícium-oxidot (\(IV\)) Si O 2 tartalmaznak.

Az ilyen anyagokat jellemzik nagy szilárdságúés keménysége. Így a gyémánt a legkeményebb természetes anyag. Az atomi kristályrácsos anyagoknak nagyon magas olvadáspontés forraljuk. Például a szilícium-dioxid olvadáspontja \(1728\) °C, míg a grafité magasabb - \(4000\) °C. Az atomi kristályok gyakorlatilag oldhatatlanok.

Gyémánt kristályrács

gyémánt

Molekuláris rácsoknak nevezzük, amelyek csomópontjaiban gyenge intermolekuláris kölcsönhatásokkal összekapcsolt molekulák találhatók.

Annak ellenére, hogy a molekulák belsejében lévő atomokat nagyon erős kovalens kötés köti össze, maguk a molekulák között gyenge intermolekuláris vonzási erők hatnak. Ezért a molekuláris kristályoknak van alacsony szilárdságúés keménység, alacsony olvadáspontés forraljuk. Sok molekuláris anyag szobahőmérsékleten folyadék és gáz. Az ilyen anyagok illékonyak. Például a kristályos jód és a szilárd szén-monoxid (\(IV\)) („szárazjég”) elpárolog anélkül, hogy folyékony halmazállapotúvá válna. Néhány molekuláris anyag rendelkezik szaga .

Az ilyen típusú rácsok egyszerű anyagokat tartalmaznak szilárd halmazállapotú aggregációban: nemesgázok egyatomos molekulákkal (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn ), valamint a nemfémek két- és többatomos molekulák (H 2, O 2, N 2, Cl 2, I 2, O 3, P 4, S 8).

Molekuláris kristályrácsuk van kovalens poláris kötésekkel rendelkező anyagok is: víz - jég, szilárd ammónia, savak, nem fém oxidok. Többség szerves vegyületek molekuláris kristályok is (naftalin, cukor, glükóz).

Az atomokból molekulák képződése energianövekedéshez vezet, mivel normál körülmények között a molekulaállapot stabilabb, mint az atomi állapot.

A téma átgondolásához tudnia kell:

Az elektronegativitás az atom azon képessége, hogy egy közös elektronpárt maga felé toljon el. (A legelektronegatívabb elem a fluor.)

Kristályrács - a részecskék háromdimenziós rendezett elrendezése.

A kémiai kötéseknek három fő típusa van: kovalens, ionos és fémes.

Fém csatlakozás olyan fémekre jellemző, amelyek kis számú elektront tartalmaznak a külső energiaszinten (1 vagy 2, ritkábban 3). Ezek az elektronok könnyen elveszítik kapcsolatukat az atommaggal, és szabadon mozognak a fémdarabban, „elektronfelhőt” alkotva, és kommunikációt biztosítanak az elektronok eltávolítása után keletkező pozitív töltésű ionokkal. A kristályrács fém. Ez határozza meg a fémek fizikai tulajdonságait: nagy hő- és elektromos vezetőképesség, alakíthatóság és hajlékonyság, fémes csillogás.

Kovalens kötés A nemfém atomok közös elektronpárja miatt jön létre, amelyek mindegyike egy inert elem atomjának stabil konfigurációját éri el.

Ha egy kötést azonos elektronegativitású atomok alkotnak, vagyis két atom elektronegativitásának különbsége nulla, akkor az elektronpár szimmetrikusan helyezkedik el a két atom között és a kötést ún. kovalens nempoláris.

Ha a kötést különböző elektronegativitású atomok alkotják, és a két atom elektronegativitásának különbsége nulla és körülbelül kettő közötti tartományban van (leggyakrabban ezek különböző nemfémek), akkor a megosztott elektronpár eltolódik elektronegatív elem. Részben negatív töltés keletkezik rajta (a molekula negatív pólusa), míg a másik atomon (a molekula pozitív pólusán) részben pozitív töltés. Ezt a kapcsolatot hívják kovalens poláris.

Ha egy kötést különböző elektronegativitású atomok alkotnak, és két atom elektronegativitásának különbsége kettőnél nagyobb (leggyakrabban egy nemfém és egy fém), akkor úgy gondolják, hogy az elektron teljesen átkerül a nem - fém atom. Ennek eredményeként ez az atom negatív töltésű ionná válik. Az elektront átadó atom pozitív töltésű ion. Az ionok közötti kötést ún ionos kötés.

A kovalens kötésekkel rendelkező vegyületeknek kétféle kristályrácsa van: atomi és molekuláris.

Az atomi kristályrácsban a csomópontok erős kovalens kötésekkel összekapcsolt atomokat tartalmaznak. Az ilyen kristályrácsos anyagok magas olvadáspontúak, erősek és kemények, és gyakorlatilag nem oldódnak folyadékokban. például gyémánt, szilárd bór, szilícium, germánium és bizonyos elemek szénnel és szilíciummal alkotott vegyületei.

A molekuláris kristályrácsban a csomópontok gyenge intermolekuláris kölcsönhatásokkal összekapcsolt molekulákat tartalmaznak. Az ilyen ráccsal rendelkező anyagok alacsony keménységgel és alacsony olvadásponttal rendelkeznek, vízben oldhatatlanok vagy gyengén oldódnak, és az oldatok gyakorlatilag nem vezetnek elektromos áramot. Például jég, szilárd szén-monoxid (IV) szilárd hidrogén-halogenidek, egyszerű szilárd anyagok, amelyeket egy-(nemesgázok), két- (F 2, Cl 2, Br 2, I 2, H 2, O 2, N 2) alkotnak. , három-(O 3), négy-(P 4), nyolc-(S 8) atomos molekulák. A legtöbb kristályos szerves vegyületnek van molekularácsa.

Az ionos kötésekkel rendelkező vegyületek ionos kristályrácsot tartalmaznak, melynek csomópontjaiban pozitív és negatív töltésű ionok váltják egymást. Ionrácsos anyagok tűzálló és alacsony illékonyságú, Viszonylag nagy keménységűek, de törékenyek. A sók és lúgok olvadékai és vizes oldatai elektromos áramot vezetnek.

Példák a feladatokra

1. Melyik molekulában a legpolárisabb az „elem - oxigén” kovalens kötés?

1) SO 2 2) NO 3) Cl 2 O 4) H 2 O

Megoldás:

Egy kötés polaritását két atom (jelen esetben egy elem és az oxigén) elektronegativitásbeli különbsége határozza meg. A kén, a nitrogén és a klór az oxigén mellett található, ezért elektronegativitásuk némileg eltér. És csak a hidrogén található az oxigéntől távol, ami azt jelenti, hogy az elektronegativitás különbsége nagy lesz, és a kötés a legpolárisabb.

Válasz: 4)

2. A molekulák között hidrogénkötések jönnek létre

1) metanol 2) metanol 3) acetilén 4) metil-formiát

Megoldás:

Az acetilén egyáltalán nem tartalmaz erősen elektronegatív elemeket. A metanal H 2 CO és a HCOOCH 3 metil-formiát nem tartalmaz erősen elektronegatív elemhez kapcsolódó hidrogént. A bennük lévő hidrogén szénnel egyesül. De a metanol CH 3 OH-ban hidrogénkötés alakulhat ki az egyik hidroxocsoport hidrogénatomja és egy másik molekula oxigénatomja között.

Válasz: 1)

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete