În solide, particulele (molecule, atomi și ioni) sunt situate atât de aproape unele de altele, încât forțele de interacțiune între ele nu le permit să se împrăștie. Aceste particule nu pot face decât mișcări oscilatorii în jurul poziției de echilibru. Prin urmare, solidele își păstrează forma și volumul.
Conform structurii lor moleculare, solidele sunt împărțite în cristalin și amorf .
Structura corpurilor cristaline
Celulă de cristal
Solidele cristaline sunt numite astfel de solide, molecule, atomi sau ioni în care sunt localizate într-o ordine geometrică strict definită, formând o structură în spațiu, care se numește zăbrele de cristal ... Această ordine se repetă periodic în toate direcțiile din spațiul tridimensional. Se păstrează pe distanțe lungi și nu este limitat în spațiu. El este numit comandă pe distanțe lungi .
Tipuri de grilaje de cristal
Grosimea de cristal este un model matematic cu ajutorul căruia vă puteți imagina cum sunt localizate particulele într-un cristal. Conectând mental în spațiu cu linii drepte punctele în care sunt localizate aceste particule, obținem o grilă de cristal.
Distanța dintre atomi localizați în nodurile acestui rețea se numește parametrul de zăbrele .
În funcție de particulele care sunt localizate la noduri, sunt zăbrele de cristal moleculare, atomice, ionice și metalice .
Tipul de rețea de cristal determină astfel de proprietăți ale corpurilor cristaline precum punctul de topire, elasticitatea, rezistența.
Când temperatura crește la o valoare la care solidul începe să se topească, zăpada de cristal este distrusă. Moleculele câștigă mai multă libertate, iar substanța solidă cristalină trece în stadiul lichid. Cu cât legăturile dintre molecule sunt mai puternice, cu atât punctul de topire este mai mare.
Zăpadă moleculară
În grilele moleculare, legăturile dintre molecule nu sunt puternice. Prin urmare, în condiții normale, astfel de substanțe sunt în stare lichidă sau gazoasă. Starea solidă pentru ei este posibilă numai la temperaturi scăzute. Punctul lor de topire (trecerea de la un stat solid la unul lichid) este, de asemenea, scăzut. Și în condiții normale, se află în stare gazoasă. Exemple sunt iod (I 2), „gheață uscată” (dioxid de carbon CO 2).
Rețea atomică
În substanțele cu o rețea de cristal atomic, legăturile dintre atomi sunt puternice. Prin urmare, substanțele în sine sunt foarte solide. Se topesc la temperaturi ridicate. Siliciul, germaniul, borul, cuarțul, oxizii unor metale și cea mai grea substanță din natură, diamantul, au o rețea atomică cristalină.
Zăbrele ionice
Substanțele cu o rețea de cristale ionice includ alcaline, majoritatea sărurilor și oxizilor metalelor tipice. Deoarece forța de atracție a ionilor este foarte mare, aceste substanțe sunt capabile să se topească doar la temperaturi foarte ridicate. Se numesc refractari. Au rezistență și duritate ridicată.
Gratar metalic
În nodurile rețelelor metalice, pe care le au toate metalele și aliajele lor, se află atât atomi, cât și ioni. Datorită acestei structuri, metalele au ductilitate și ductilitate bună, conductivitate termică și electrică ridicată.
Cel mai adesea, forma unui cristal este un poliedru obișnuit. Fețele și marginile unui astfel de poliedru rămân mereu constante pentru o anumită substanță.
Un singur cristal se numește un singur cristal ... Are o formă geometrică regulată, o rețea de cristal continuă.
Exemple de cristale naturale unice sunt diamantul, rubinul, cristalul de rocă, sarea de rocă, vârful islandez, cuarțul. În condiții artificiale, se obțin cristale unice în procesul de cristalizare, când, prin răcirea soluțiilor sau topirea la o anumită temperatură, o substanță solidă sub formă de cristale este izolată de acestea. La o viteză lentă de cristalizare, fațetarea unor astfel de cristale are o formă naturală. În acest fel, în condiții industriale speciale, de exemplu, se obțin cristale unice de semiconductori sau dielectrici.
Se numesc cristale mici, care se întâmplă la întâmplare între ele policristale ... Cel mai strălucit exemplu de policristal este piatra de granit. Toate metalele sunt, de asemenea, policristale.
Anizotropia solidelor cristaline
În cristale, particulele sunt localizate cu densități diferite în direcții diferite. Dacă conectăm atomii într-una din direcțiile rețelelor de cristal cu o linie dreaptă, atunci distanța dintre ei va fi aceeași în toată această direcție. În orice altă direcție, distanța dintre atomi este, de asemenea, constantă, dar valoarea acestuia poate diferi deja de distanța din cazul precedent. Aceasta înseamnă că forțele de interacțiune cu o magnitudine diferită acționează între atomi în direcții diferite. Prin urmare, proprietățile fizice ale substanței în aceste zone vor fi, de asemenea, diferite. Acest fenomen se numește anizotropie - dependența proprietăților substanței de direcție.
Conductivitatea electrică, conductivitatea termică, elasticitatea, indicele de refracție și alte proprietăți ale unei substanțe cristaline diferă în funcție de direcția din cristal. Curentul electric este condus în moduri diferite în direcții diferite, materia este încălzită în moduri diferite, razele de lumină sunt refractate în moduri diferite.
În policristale, fenomenul de anizotropie nu este observat. Proprietățile substanței rămân aceleași în toate direcțiile.
Unul dintre materialele cele mai des întâlnite cu care oamenii au preferat să lucreze a fost metalul. În fiecare epocă, a fost preferată diferitele tipuri de substanțe uimitoare. Deci, IV-III mileniu î.Hr. este considerat epoca calcoliticului sau a cuprului. Mai târziu a fost înlocuit cu bronzul, iar apoi cel care este încă relevant în ziua de azi - fierul intră în vigoare.
Astăzi este în general dificil să ne imaginăm că odată a fost posibil să se facă fără produse din metal, deoarece aproape totul, de la obiecte de uz casnic, instrumente medicale și care se termină cu echipamente grele și ușoare, constă din acest material sau include părți separate de acesta. De ce metalele au reușit să câștige o asemenea popularitate? Ce caracteristici se manifestă și cum este inerentă structura lor, să încercăm să o descoperim mai departe.
Conceptul general al metalelor
"Chimie. Clasa a 9-a" este un manual pentru școlari. În el sunt studiate în detaliu metalele. Luarea în considerare a proprietăților lor fizice și chimice este dedicată unui capitol mare, deoarece diversitatea lor este extrem de mare.
De la această vârstă este recomandat să le oferi copiilor o idee despre acești atomi și proprietățile lor, deoarece adolescenții pot aprecia deja destul de mult valoarea acestor cunoștințe. Ei văd perfect că varietatea de obiecte, mașini și alte lucruri care le înconjoară se bazează pe o natură metalică.
Ce este metalul? Din punct de vedere al chimiei, este obișnuit să ne referim la acești atomi ca aceia care au:
- mic la nivel extern;
- prezintă proprietăți puternice regenerative;
- au o rază atomică mare;
- întrucât substanțele simple au o serie de proprietăți fizice specifice.
Baza de cunoștințe despre aceste substanțe poate fi obținută luând în considerare structura atomico-cristalină a metalelor. Este cea care explică toate caracteristicile și proprietățile acestor compuși.
În tabelul periodic, cea mai mare parte a întregului tabel este alocat pentru metale, deoarece formează toate subgrupurile laterale și principalele de la primul la cel de-al treilea grup. Prin urmare, superioritatea lor numerică este evidentă. Cele mai frecvente sunt:
- calciu;
- sodiu;
- titan;
- fier;
- magneziu;
- aluminiu;
- potasiu.
Toate metalele au o serie de proprietăți care le permit să fie combinate într-un grup mare de substanțe. La rândul său, structura cristalină a metalelor este cea care explică aceste proprietăți.
Proprietățile metalului
Proprietățile specifice ale substanțelor luate în considerare includ următoarele.
- Lustru metalic. Toți reprezentanții substanțelor simple îl au și majoritatea sunt aceiași. Doar unii (aur, cupru, aliaje) sunt diferiți.
- Malleabilitate și ductilitate - capacitatea de a se deforma și recupera suficient de ușor. La diferiți reprezentanți, acesta este exprimat într-o măsură diferită.
- Conductivitatea electrică și conductivitatea termică sunt una dintre principalele proprietăți care determină domeniul de aplicare al metalului și al aliajelor sale.
Structura cristalină a metalelor și aliajelor explică motivul pentru fiecare dintre proprietățile indicate și vorbește despre gravitatea lor în fiecare reprezentant specific. Dacă cunoașteți caracteristicile unei astfel de structuri, atunci puteți influența proprietățile eșantionului și să o ajustați la parametrii doriți, pe care oamenii o fac de mai multe decenii.
Structura atomică-cristalină a metalelor
Care este o astfel de structură, de ce este caracterizată? Numele în sine sugerează că toate metalele sunt cristale în stare solidă, adică în condiții normale (cu excepția mercurului, care este un lichid). Ce este un cristal?
Aceasta este o imagine grafică condiționată, construită prin încrucișarea liniilor imaginare prin atomii care aliniază corpul. Cu alte cuvinte, fiecare metal este format din atomi. Ele sunt localizate în ea nu în mod haotic, dar foarte corect și constant. Deci, dacă combinați mental toate aceste particule într-o singură structură, veți obține o imagine frumoasă sub forma unui corp geometric obișnuit, de orice formă.
Aceasta se numește grilă de cristal a metalului. Este foarte complexă și spațial voluminoasă, prin urmare, pentru simplitate, nu se arată totul, ci doar o parte, o celulă elementară. Colecția de astfel de celule, colectate și reflectate în și formează o rețea de cristal. Chimia, fizica și știința metalelor sunt științe care studiază caracteristicile structurale ale unor astfel de structuri.
Însuși este un set de atomi care sunt situați la o anumită distanță unul de celălalt și coordonează în jurul lor un număr strict fix de alte particule. Se caracterizează prin densitatea de ambalare, distanța dintre structurile compuse și numărul de coordonare. În general, toți acești parametri sunt caracteristici întregului cristal și, prin urmare, reflectă proprietățile metalului.
Există mai multe soiuri, toate sunt unite de o singură caracteristică - sunt atomi în noduri, iar în interior se află un nor de gaze electronice, care este format prin mișcarea liberă a electronilor în interiorul cristalului.
Tipuri de grilaje de cristal
Se obișnuiește combinarea a paisprezece opțiuni pentru structura zăbrelei în trei tipuri principale. Acestea sunt următoarele:
- Cubic centrat pe corp.
- Ambalate aproape hexagonale.
- Față centrată cubică.
Structura cristalină a metalelor a fost studiată numai atunci când a fost posibil să se obțină măriri mari de imagini. Iar clasificarea tipurilor de zăbrele a fost condusă mai întâi de omul de știință francez Bravais, al cărui nume sunt uneori numite.
Rețea centrată pe volum
Structura grilei de cristal a metalelor de acest tip este următoarea structură. Este un cub cu opt atomi în nodurile sale. Un altul este situat în centrul spațiului intern liber al celulei, ceea ce explică denumirea „centrată pe corp”.
Aceasta este una dintre variantele celei mai simple structuri a celulei unității și, prin urmare, a întregii zăbrele în ansamblu. Următoarele metale au acest tip:
- molibden;
- vanadiu;
- crom;
- mangan;
- fier alfa;
- betta fier și altele.
Principalele proprietăți ale unor astfel de reprezentanți sunt un grad ridicat de maleabilitate și ductilitate, duritate și rezistență.
Rețeaua centrată pe față
Structura cristalină a metalelor cu o rețea cubică centrată pe față este următoarea structură. Este un cub care conține paisprezece atomi. Opt dintre ele formează noduri de zăbrele, iar alte șase sunt localizate, câte unul pe fiecare față.
O structură similară are:
- aluminiu;
- nichel;
- conduce;
- fier de gamă;
- cupru.
Principalele proprietăți distinctive sunt luciul diferitelor culori, lejeritate, rezistență, maleabilitate, rezistență crescută la coroziune.
Zăpadă hexagonală
Structura cristalină a metalelor cu o grilă este următoarea. Celula unitară se bazează pe o prismă hexagonală. Există 12 atomi în nodurile sale, încă doi la baze și trei atomi se află liber în interiorul spațiului din centrul structurii. Numai șaptesprezece atomi.
Metale precum:
- titan alfa;
- magneziu;
- cobalt alfa;
- zinc.
Principalele proprietăți sunt de înaltă rezistență, luciu argintiu puternic.
Defecte ale structurii cristalelor a metalelor
Cu toate acestea, toate tipurile de celule considerate pot avea dezavantaje naturale, sau așa-numitele defecte. Acest lucru se poate datora mai multor motive: atomi străini și impurități din metale, influențe externe și altele.
Prin urmare, există o clasificare care reflectă defectele pe care le poate avea zăbrele de cristal. Chimia ca știință studiază fiecare în parte pentru a identifica cauza și remedierea, astfel încât proprietățile materialului să nu fie modificate. Deci, defectele sunt următoarele.
- Punct. Au trei tipuri principale: posturi vacante, impurități sau atomi dislocați. Conduce la o deteriorare a proprietăților magnetice ale metalului, conductivitatea sa electrică și termică.
- Liniar, sau dislocare. Alocați muchia și șurubul. Determinați rezistența și calitatea materialului.
- Defecte de suprafață. Ele afectează aspectul și structura metalelor.
În prezent, au fost dezvoltate metode pentru eliminarea defectelor și obținerea de cristale pure. Cu toate acestea, nu este posibilă eradicarea completă a acestora, nu există o rețea de cristal ideală.
Valoarea cunoștințelor despre structura cristalină a metalelor
Din materialul de mai sus, este evident că cunoașterea structurii și structurii fine face posibilă prezicerea proprietăților materialului și influențarea acestora. Și știința chimiei vă permite să faceți acest lucru. Clasa a IX-a a școlii de învățământ general pune un accent în procesul de învățare pentru a forma o înțelegere clară a importanței lanțului logic fundamental la elevi: compoziție - structură - proprietăți - aplicare.
Informațiile despre structura cristalină a metalelor ilustrează foarte clar și permite profesorului să explice și să le arate copiilor cât de important este cunoașterea structurii fine pentru a utiliza corect și în mod competent toate proprietățile.
Instrucțiuni
După cum puteți ghici cu ușurință din numele propriu-zis, tipul de grilă de metal se găsește în metale. Aceste substanțe sunt caracterizate, de regulă, printr-un punct de topire ridicat, luciu metalic, duritate și sunt buni conductori de curent electric. Nu uitați că siturile de zăpadă de acest tip conțin atomi neutri sau ioni încărcați pozitiv. În intervalele dintre noduri există electroni, a căror migrare asigură o conductivitate electrică ridicată a unor astfel de substanțe.
Ionic tip de grilă de cristal. Trebuie amintit că este, de asemenea, inerentă sărurilor. Caracteristice - cristale de toate cele bine cunoscute sare de masă, clorură de sodiu. Pe site-urile unor astfel de zăbrele, ionii încărcați pozitiv și negativ alternează. Astfel de substanțe, de regulă, sunt refractare cu volatilitate redusă. După cum s-ar putea ghici, acestea sunt de tip ionic.
Tipul atomic al zăbrelei de cristal este inerent substanțelor simple - nemetalele, care în condiții normale sunt solide. De exemplu, sulf, fosfor,. Siturile acestor zăbrele conțin atomi neutri legați unul de celălalt printr-o legătură chimică covalentă. Refractibilitatea și insolubilitatea în apă sunt caracteristice acestor substanțe. Unora (de exemplu, carbonul sub formă) - duritate extrem de mare.
În cele din urmă, ultimul tip de grilaj este molecular. Se găsește în substanțe care sunt în condiții normale sub formă lichidă sau gazoasă. Întrucât, din nou, este ușor de înțeles de pe site-urile unor astfel de zăbrele - molecule. Ele pot fi atât non-polare (în gaze simple precum Cl2, O2), cât și polare (cel mai cunoscut exemplu este apa H2O). Substanțele cu acest tip de grilă nu conduc curent, sunt volatile și au puncte de topire reduse.
surse:
- tip grilă
Temperatura topire Solidul este măsurat pentru a-i determina puritatea. Impuritățile într-o substanță pură scad de obicei temperatura topire sau creșterea intervalului în care se topește compusul. Metoda capilară este metoda clasică pentru controlul impurităților.
Vei avea nevoie
- - substanța de testat;
- - capilară din sticlă, sigilată la un capăt (diametru de 1 mm);
- - tub de sticlă cu un diametru de 6-8 mm și o lungime de cel puțin 50 cm;
- - bloc încălzit
Instrucțiuni
Se macină subiectul de testare pre-uscat în cele mai fine dintr-un mortar. Luați ușor capilarul și scufundați capătul deschis în substanță, în timp ce o parte din acesta ar trebui să intre în capilar.
Așezați tubul de sticlă în poziție verticală pe o suprafață tare și aruncați capilarul de mai multe ori cu capătul etanșat în jos. Aceasta contribuie la compactarea substanței. Pentru a determina temperatura, coloana substanței din capilar trebuie să fie de aproximativ 2-5 mm.
Puneți termometrul cu capilar în blocul încălzit și observați modificările substanței de test pe măsură ce temperatura crește. Înainte și în timpul încălzirii, termometrul nu trebuie să atingă pereții blocului și alte suprafețe foarte încălzite, altfel ar putea izbucni.
Rețineți temperatura la care apar primele picături în capilar (începe topire) și temperatura la care ultimele substanțe dispar (final topire). În acest interval, substanța începe să se descompună până când trece treptat complet la o stare lichidă. Când efectuați analiza, acordați atenție și schimbării sau degradării substanței.
Repetați măsurătorile încă de 1-2 ori. Prezentați rezultatele fiecărei măsurări sub forma intervalului de temperatură corespunzător în timpul căruia substanța trece de la starea solidă la cea lichidă. La sfârșitul analizei, faceți o concluzie despre puritatea substanței de testat.
Videoclipuri similare
În cristale, particulele chimice (molecule, atomi și ioni) sunt dispuse într-o anumită ordine, în anumite condiții, formează poliedre simetrice regulate. Există patru tipuri de zăbrele de cristal - ionice, atomice, moleculare și metalice.
cristale
Starea cristalină se caracterizează prin prezența ordinii pe distanțe lungi în aranjarea particulelor, precum și prin simetria grilajului de cristal. Cristalele solide sunt formațiuni tridimensionale în care același element structural se repetă în toate direcțiile.
Forma corectă a cristalelor se datorează structurii lor interne. Dacă înlocuiți molecule, atomi și ioni din ele cu puncte în loc de centrele de greutate ale acestor particule, obțineți o distribuție regulată tridimensională -. Elementele care se repetă din structura sa se numesc celule unitare, iar punctele sunt numite noduri ale rețelei de cristal. Există mai multe tipuri de cristale, în funcție de particulele care le formează, precum și de natura legăturii chimice dintre ele.
Zăbrele de cristal ionice
Cristalele ionice formează anioni și cationi, între care există. Acest tip de cristal include săruri ale majorității metalelor. Fiecare cation este atras de către anion și respins de alți cationi, prin urmare, este imposibil să se izoleze singure molecule într-un cristal ionic. Cristalul poate fi considerat ca fiind unul uriaș, iar dimensiunea sa nu este limitată, este capabil să atașeze ioni noi.
Zăbrele de cristal atomice
În cristalele atomice, atomii individuali sunt legați prin legături covalente. La fel ca cristalele ionice, ele pot fi gândite și ca niște molecule uriașe. În același timp, cristalele atomice sunt foarte dure și durabile, conduc slab electricitatea și căldura. Sunt practic insolubile și au o reactivitate scăzută. Substanțele cu zăbrele atomice se topesc la temperaturi foarte ridicate.
Cristale moleculare
Rețelele cristaline moleculare sunt formate din molecule ai căror atomi sunt uniți prin legături covalente. Din această cauză, forțele moleculare slabe acționează între molecule. Astfel de cristale se caracterizează prin duritate redusă, punct de topire scăzut și fluiditate ridicată. Substanțele pe care le formează, precum și topiturile și soluțiile lor, nu conduc bine curentul electric.
Geamuri metalice
În rețelele de cristal ale metalelor, atomii sunt localizați cu densitatea maximă, legăturile lor sunt delocalizate, se extind la întregul cristal. Astfel de cristale sunt opace, au un luciu metalic, sunt ușor deformate, în timp ce conduc electricitate și căldură bine.
Această clasificare descrie doar cazuri limitante, majoritatea cristalelor de substanțe anorganice aparțin tipurilor intermediare - moleculare-covalente, covalente etc. Ca exemplu, un cristal de grafit poate fi citat, în interiorul fiecărui strat are legături covalente-metalice, iar între straturi - moleculare.
surse:
- alhimik.ru, Solids
Diamantul este un mineral aparținând uneia dintre modificările alotrope ale carbonului. Trăsătura sa distinctivă este duritatea sa mare, care îi câștigă pe bună dreptate titlul de cea mai grea substanță. Diamantul este un mineral destul de rar, dar în același timp este cel mai răspândit. Duritatea sa excepțională este folosită în inginerie mecanică și industrie.
Instrucțiuni
Diamantul are o grilă de cristal atomic. Atomii de carbon care alcătuiesc coloana vertebrală a moleculei sunt aranjați într-un tetraedru, motiv pentru care diamantul are o rezistență atât de mare. Toți atomii sunt legați de legături covalente puternice, care sunt formate pe baza structurii electronice a moleculei.
Atomul de carbon are orbitale de hibridizare sp3, care sunt situate la un unghi de 109 grade și 28 minute. Orbitalii hibrizi se suprapun în linie dreaptă în plan orizontal.
Astfel, atunci când orbitalii se suprapun la acest unghi, un centrat
Solidele sunt de obicei cristaline. Se caracterizează prin aranjarea corectă a particulelor în puncte strict definite în spațiu. Atunci când aceste puncte sunt conectate mental intersectând linii drepte, se formează un cadru spațial, care se numește zăbrele de cristal... Punctele în care sunt plasate particulele sunt numite noduri de zăbrele... Siturile zăcământului imaginar pot conține ioni, atomi sau molecule. Fac mișcări oscilatorii. Odată cu creșterea temperaturii, amplitudinea oscilațiilor crește, care se manifestă în expansiunea termică a corpurilor.
În funcție de tipul de particule și natura legăturii dintre ele, se disting 4 tipuri de zăbrele de cristal: ionice (NaCl, KCl), atomice, moleculare și metalice.
Se numesc zăbrele cristaline constând din ioni ionic... Sunt formate din substanțe cu legături ionice. Un exemplu este un cristal de clorură de sodiu în care fiecare ion de sodiu este înconjurat de 6 ioni de clorură și fiecare ion de clorură este înconjurat de 6 ioni de sodiu.
Rețeaua de cristal de NaCl
Numărul de particule vecine cele mai apropiate strâns adiacente unei particule date într-o moleculă cristalină sau individuală se numește număr de coordonare.
În rețeaua NaCl, numerele de coordonare ale ambilor ioni sunt 6. Astfel, în cristalul de NaCl este imposibil să separe moleculele individuale de sare. Nu există niciunul dintre ei. Întregul cristal ar trebui considerat ca o macromoleculă gigantă formată dintr-un număr egal de ioni de Na + și Cl, Na n Cl n - unde n este un număr mare. Legăturile dintre ioni dintr-un astfel de cristal sunt foarte puternice. Prin urmare, substanțele cu o rețea ionică au o duritate relativ ridicată. Sunt refractare și non-volatile.
Topirea cristalelor ionice duce la o încălcare a orientării geometrice corecte a ionilor unul față de celălalt și la o scădere a forței legăturii dintre ele. Prin urmare, topiturile lor conduc curent electric. Compușii ionici tind să se dizolve ușor în lichide compuse din molecule polare, cum ar fi apa.
Se numesc zăbrele de cristal, în nodurile cărora există atomi individuali atomic... Atomii din astfel de zăbrele sunt interconectați prin legături covalente puternice. Un exemplu este diamantul - una dintre modificările carbonului. Un diamant este format din atomi de carbon, fiecare legat la 4 atomi vecini. Numărul de coordonare a carbonului din diamant este 4. Substanțele cu o rețea de cristal atomic au un punct de topire ridicat (pentru diamant, peste 3500 o C), sunt puternice și solide, practic insolubile în apă.
Se numesc zăbrele cristaline constând din molecule (polare și nepolare) molecular... Moleculele din astfel de zăbrele sunt conectate între ele prin forțe intermoleculare relativ slabe. Prin urmare, substanțele cu o rețea moleculară au duritate redusă și punct de topire scăzut, sunt insolubile sau ușor solubile în apă, soluțiile lor aproape că nu conduc curent electric. Exemple de acestea sunt gheața, CO 2 solid („gheață uscată”), halogeni, cristale de hidrogen, oxigen, azot, gaze nobile etc.
Valenţă
O caracteristică cantitativă importantă care arată numărul de atomi în interacțiune în molecula formată este valenţă - proprietatea atomilor unui element de a atașa un anumit număr de atomi de alte elemente.
Cantitativ, valența este determinată de numărul de atomi de hidrogen pe care un element dat îl poate adăuga sau înlocui. Deci, de exemplu, în acidul fluorhidric (HF) fluorul este monovalent, în amoniac (NH 3) azotul este trivalent, în silan (SiH 4 - silan) siliconul este tetravalent etc.
Ulterior, odată cu dezvoltarea ideilor despre structura atomilor, valența elementelor a început să fie asociată cu numărul de electroni neperecheți (valența), datorită căreia se realizează legătura dintre atomi. Astfel, valența este determinată de numărul de electroni neperecheți într-un atom care participă la formarea unei legături chimice (în sol sau în stare excitată). În cazul general, valența este egală cu numărul de perechi de electroni care conectează acest atom cu atomii altor elemente.
Pagina 1
Rețelele de cristal moleculare și legăturile moleculare corespunzătoare sunt formate în principal în cristalele acestor substanțe, în moleculele cărora legăturile sunt covalente. Când sunt încălzite, legăturile dintre molecule sunt ușor distruse, de aceea substanțele cu zăbrele moleculare au puncte de topire scăzute.
Rețelele cristaline moleculare sunt formate din molecule polare, între care există forțe de interacțiune, așa-numitele forțe van der Waals, care au o natură electrică. În zăbrele moleculare, acestea au o legătură destul de slabă. Gheața, sulful natural și mulți compuși organici au o rețea de cristal moleculară.
Rețeaua de cristal moleculară de iod este prezentată în Fig. 3.17. Majoritatea compușilor organici cristalini au o rețea moleculară.
Nodurile rețelelor de cristal molecular sunt formate din molecule. De exemplu, cristale de hidrogen, oxigen, azot, gaze nobile, dioxid de carbon, substanțe organice au o rețea moleculară.
Prezența zăcământului de cristal molecular al fazei solide este aici motivul pentru adsorbția nesemnificativă a ionilor din lichiorul mamă și, în consecință, puritatea mult mai mare a precipitațiilor în comparație cu precipitatele, care sunt caracterizate printr-un cristal ionic. Deoarece precipitațiile în acest caz apar în intervalul optim de aciditate, care este diferit pentru ionii precipitați de acest reactiv, depinde de valoarea constantelor de stabilitate corespunzătoare ale complexelor. Acest fapt face posibilă, prin ajustarea acidității soluției, realizarea precipitațiilor selective și uneori chiar specifice ale anumitor ioni. Rezultate similare pot fi adesea obținute prin schimbarea corespunzătoare a grupurilor de donatori în reactivi organici, ținând cont de caracteristicile cationilor de complexare care sunt precipitați.
În rețelele cu cristale moleculare, se observă anisotropia legăturii locale și anume: forțele intramoleculare sunt foarte mari în comparație cu cele intermoleculare.
În zăbrele cu cristale moleculare, există molecule la siturile de zăbrele. Majoritatea substanțelor cu legătură covalentă formează cristale de acest tip. Zăbrele moleculare formează hidrogen solid, clor, dioxid de carbon și alte substanțe care sunt gazoase la temperaturi obișnuite. Cristalele majorității substanțelor organice sunt de asemenea de acest tip. Astfel, sunt cunoscute o mulțime de substanțe cu o rețea de cristal moleculară.
În rețelele cu cristale moleculare, moleculele lor constitutive sunt legate prin forțe relativ slabe ale van der Waals, în timp ce atomii din moleculă sunt legați de o legătură covalentă mult mai puternică. Prin urmare, în astfel de zăbrele, moleculele își păstrează individualitatea și ocupă un loc al zăbrelei de cristal. Înlocuirea aici este posibilă dacă moleculele sunt similare ca formă și dimensiune. Deoarece forțele care leagă moleculele sunt relativ slabe, limitele de substituție sunt mult mai largi aici. Așa cum a arătat Nikitin, atomii de gaze nobile pot înlocui izomorfic molecule de CO2, SO2, CH3COCH3 și altele în rețelele acestor substanțe. Asemănarea formulei chimice nu este necesară aici.
În rețelele cu cristale moleculare, moleculele sunt amplasate la situsurile de zăbrele. Majoritatea substanțelor cu legătură covalentă formează cristale de acest tip. Zăbrele moleculare formează hidrogen solid, clor, dioxid de carbon și alte substanțe care sunt gazoase la temperaturi obișnuite. Cristalele majorității substanțelor organice sunt de asemenea de acest tip. Astfel, sunt cunoscute o mulțime de substanțe cu o rețea de cristal moleculară. Moleculele situate în siturile de zăbrele sunt legate între ele prin forțe intermoleculare (natura acestor forțe a fost discutată mai sus; vezi pagina. Deoarece forțele intermoleculare sunt mult mai slabe decât forțele de legătură chimică, cristalele moleculare sunt fuzibile, caracterizate prin volatilitate semnificativă, duritatea lor este scăzută. Mai ales scăzută. punctele de topire și fierbere ale acelor substanțe ale căror molecule sunt nepolare De exemplu, cristalele de parafină sunt foarte moi, deși legăturile covalente C-C din moleculele de hidrocarburi care alcătuiesc aceste cristale sunt la fel de puternice ca legăturile din diamant. gazele trebuie, de asemenea, clasificate ca moleculare, constând din molecule monatomice, deoarece forțele de valență nu joacă un rol în formarea acestor cristale, iar legăturile dintre particule de aici au același caracter ca și în alte cristale moleculare; acest lucru duce la o valoare relativ mare a distanțelor interatomice în acestea cristale.
| Schema de înregistrare a Debyegram. |
La locurile rețelelor de cristal molecular se află molecule care sunt legate între ele de forțele intermoleculare slabe. Astfel de cristale formează substanțe cu o legătură covalentă în molecule. Există multe substanțe cunoscute cu o rețea de cristal moleculară. Rețelele moleculare sunt hidrogen solid, clor, dioxid de carbon și alte substanțe care sunt gazoase la temperaturi obișnuite. Cristalele majorității substanțelor organice sunt de asemenea de acest tip.
