Molecular at non-molecular na istraktura ng mga sangkap. Istruktura ng bagay
Hindi mga indibidwal na atomo o molekula ang pumapasok sa mga pakikipag-ugnayang kemikal, kundi mga sangkap. Ang mga sangkap ay inuri ayon sa uri ng bono molekular At di-molekular na istraktura. Ang mga sangkap na binubuo ng mga molekula ay tinatawag mga molekular na sangkap. Ang mga bono sa pagitan ng mga molekula sa naturang mga sangkap ay napakahina, mas mahina kaysa sa pagitan ng mga atomo sa loob ng molekula, at kahit na sa isang medyo mababang temperatura Oh, sumabog sila - ang sangkap ay nagiging likido at pagkatapos ay naging gas (sublimation ng yodo). Ang mga natutunaw at kumukulo na punto ng mga sangkap na binubuo ng mga molekula ay tumataas sa pagtaas ng molekular na timbang. SA mga molekular na sangkap isama ang mga sangkap na may isang atomic na istraktura (C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W), kasama ng mga ito ay may mga metal at non-metal. Sa mga sangkap di-molekular na istraktura isama ang mga ionic compound. Karamihan sa mga compound ng mga metal na may mga non-metal ay may ganitong istraktura: lahat ng mga asin (NaCl, K 2 SO 4), ilang hydride (LiH) at oxides (CaO, MgO, FeO), mga base (NaOH, KOH). Ionic (non-molecular) substance mayroon mataas na temperatura natutunaw at kumukulo.
Solids: walang hugis at mala-kristal
Ang mga solid ay nahahati sa mala-kristal at walang hugis.
Mga amorphous na sangkap wala silang malinaw na punto ng pagkatunaw - kapag pinainit, unti-unti silang lumambot at nagiging tuluy-tuloy na estado. Halimbawa, ang plasticine at iba't ibang mga resin ay nasa isang amorphous na estado.
Mga kristal na sangkap ay nailalarawan tamang lokasyon ang mga particle na kung saan sila ay binubuo: atoms, molecules at ions - sa mahigpit na tinukoy na mga punto sa kalawakan. Kapag ang mga puntong ito ay konektado sa pamamagitan ng mga tuwid na linya, ang isang spatial na balangkas ay nabuo, na tinatawag na isang kristal na sala-sala. Ang mga punto kung saan matatagpuan ang mga particle ng kristal ay tinatawag na mga lattice node. Depende sa uri ng mga particle na matatagpuan sa mga node ng kristal na sala-sala at ang likas na katangian ng koneksyon sa pagitan nila, apat na uri ng mga kristal na sala-sala ay nakikilala: ionic, atomic, molekular at metal.
Ang mga kristal na sala-sala ay tinatawag na ionic, sa mga node kung saan mayroong mga ion. Ang mga ito ay nabuo sa pamamagitan ng mga sangkap na may mga ionic na bono, na maaaring magbigkis sa parehong mga simpleng ion Na+, Cl -, at kumplikadong SO 4 2-, OH -. Dahil dito, ang mga asing-gamot at ilang mga oxide at hydroxides ng mga metal ay may mga ionic crystal lattice. Halimbawa, ang isang sodium chloride crystal ay binuo mula sa alternating positive Na + at negatibong Cl - ions, na bumubuo ng isang cube-shaped na sala-sala. Ang mga bono sa pagitan ng mga ion sa naturang kristal ay napakatatag. Samakatuwid, ang mga sangkap na may isang ionic na sala-sala ay nailalarawan sa pamamagitan ng medyo mataas na katigasan at lakas, sila ay matigas ang ulo at hindi pabagu-bago.
Mala-kristal na sala-sala - a) at walang hugis na sala-sala - b).
Mala-kristal na sala-sala - a) at walang hugis na sala-sala - b). Atomic crystal lattices
Atomic ay tinatawag na mga kristal na sala-sala, sa mga node kung saan mayroong mga indibidwal na atomo. Sa gayong mga sala-sala ang mga atomo ay konektado sa isa't isa napakalakas na covalent bond. Ang isang halimbawa ng mga sangkap na may ganitong uri ng mga kristal na sala-sala ay brilyante, isa sa mga allotropic na pagbabago ng carbon. Karamihan sa mga sangkap na may atomic na kristal na sala-sala ay may napakataas na mga punto ng pagkatunaw (halimbawa, para sa brilyante ito ay higit sa 3500 ° C), sila ay malakas at matigas, at halos hindi matutunaw.
Molecular crystal lattices
Molekular tinatawag na mga kristal na sala-sala, sa mga node kung saan matatagpuan ang mga molekula. Mga bono ng kemikal sa mga molecule na ito ay maaaring parehong polar (HCl, H 2 O) at non-polar (N 2, O 2). Sa kabila ng katotohanan na ang mga atomo sa loob ng mga molekula ay konektado ng napakalakas na covalent bond, Ang mahinang pwersa ng intermolecular attraction ay kumikilos sa pagitan ng mga molekula mismo. Samakatuwid, ang mga sangkap na may molekular na kristal na sala-sala ay may mababang katigasan, mababang mga punto ng pagkatunaw, at pabagu-bago. Karamihan sa mga solidong organikong compound ay may mga molekular na kristal na sala-sala (naphthalene, glucose, asukal).
Molecular crystal lattice(carbon dioxide) Mga metal na kristal na sala-sala
Mga sangkap na may metal na bono may mga metal na kristal na sala-sala. Sa mga node ng naturang mga sala-sala ay mayroong mga atomo at ion(alinman sa mga atomo o mga ion kung saan madaling nagbabago ang mga atomo ng metal, ibinibigay ang kanilang mga panlabas na electron "para sa karaniwang paggamit"). Ito panloob na istraktura Tinutukoy ng mga metal ang kanilang katangian pisikal na katangian: malleability, plasticity, electrical at thermal conductivity, katangian ng metallic luster.
Kodigo
Crystal cell- isang sistema ng mga punto na matatagpuan sa pantay, parallel oriented vertices at parallelepipeds na katabi sa mga mukha nang walang gaps, pinupuno ang espasyo ng mga punto na tinatawag na mga node, tuwid na linya - mga hilera, eroplano - grids, parallelepipeds ay tinatawag na elementarya na mga cell.
Mga uri ng kristal na sala-sala: atomic - kung ang mga atom ay matatagpuan sa mga node, ionic - kung ang mga ion ay matatagpuan sa mga node, molekular - kung ang mga molekula ay matatagpuan sa mga node
2. Mga katangian ng mga kristal na sangkap - homogeneity, anisotropy, kakayahang mag-self-cut.
Pagkakatulad- dalawang magkaparehong elementarya na volume ng isang substance, parallel oriented sa espasyo, ngunit nakahiwalay sa iba't ibang punto ng substance, ganap na magkapareho sa mga katangian (beryl - tourmaline).
Anisotropy- sa iba't ibang direksyon ng crystal lattice sa mga di-parallel na direksyon, maraming mga katangian (halimbawa, lakas, tigas, refractive index) ay iba.
Kakayahang sirain ang sarili– ang pag-aari ng mga kristal, kapag lumalago nang malaya, upang bumuo ng regular na faceted polyhedra.
Property ng constancy ng dihedral nodes– ang mga anggulo sa pagitan ng kaukulang mga mukha at mga gilid sa lahat ng mga kristal ng parehong sangkap ay pareho.
3. Ang konsepto ng syngoniya. Anong mga kategorya ang nahahati sa syngonies?
Ang Syngony ay isang hanay ng mga uri ng simetriya na mayroong 1 o ilang karaniwang elemento ng simetriya, na may pantay na bilang ng mga direksyon ng unit. Ang cell ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga ugnayan sa pagitan ng a, b, at c axes at ang mga anggulo ng cell.
Mayroong 7 Nahahati sa:
Pinakamababa( walang symmetry axes na mas mataas kaysa sa pangalawang order)
Karaniwan ( mayroon silang isang axis ng simetrya ng mas mataas na pagkakasunud-sunod)
Mga solong direksyon– mga direksyon na hindi inuulit sa mga kristal.
Bilang pinakamalaking dibisyon ng pag-uuri sa symmetry ng mga kristal, ang bawat pangkat ng simetrya ay kinabibilangan ng ilang mga pangkat ng punto ng mga simetriko at mga lattice ng Bravais.
4.Simple na mga hugis at kumbinasyon. Ang pisikal na kahulugan ng paghihiwalay ng mga simpleng anyo sa isang kristal.
Ayon sa kanilang hitsura, ang mga kristal ay nahahati sa mga simpleng hugis at mga kumbinasyon. Mga simpleng anyo– mga kristal na nakuha mula sa isang mukha sa pamamagitan ng pagkilos ng isang elemento ng simetrya dito.
Mga elemento ng simetrya:
geometric na imahe
eroplano ng simetrya– isang eroplanong patayo sa imahe, na naghahati sa pigura sa 2 bahagi, na tumutugma bilang isang bagay at ang imahe ng salamin nito.
Axis ng simetrya- ito ay isang tuwid na linya na patayo sa imahe, kapag pinaikot sa paligid ng 360 o ang figure ay nakahanay sa sarili nito n beses.
Sentro ng simetrya- isang punto sa loob ng isang kristal na nailalarawan sa katotohanan na ang bawat tuwid na linya na iginuhit sa pamamagitan nito ay nakakatugon sa magkatulad na mga punto sa magkabilang panig sa pantay na distansya.
Mga kumbinasyon- mga kristal na binubuo ng mga mukha ng iba't ibang uri, naiiba sa hugis at sukat. Nabuo sa pamamagitan ng kumbinasyon ng dalawa o higit pang mga simpleng anyo. Mayroong maraming mga uri ng mga mukha sa isang pantay na nabuong kristal na may mga simpleng anyo dito.
Ang pagpili ng mga mukha ng iba't ibang uri ay may pisikal na kahulugan , dahil ang iba't ibang mga mukha ay lumalaki sa iba't ibang mga rate at may iba't ibang mga katangian (katigasan, density, refractive index).
Ang mga simpleng form ay bukas at sarado. Ang isang saradong simpleng anyo, sa tulong ng mga mukha ng parehong uri, ay nakapag-iisa na nagsasara ng espasyo (tetragonal dipyramid), ang isang bukas na simpleng anyo ay maaaring isara ang espasyo lamang kasama ng iba pang mga simpleng anyo (tetragonal pyramid + plane.) Mayroong 47 simple mga form sa kabuuan. Ang lahat ng mga ito ay nahahati sa mga kategorya:
Ang Monohedron ay isang simpleng hugis na kinakatawan ng isang mukha.
Pinacoid - dalawang magkaparehong parallel na mukha na maaaring baligtarin.
Dihedron - dalawang pantay na intersecting na mukha (maaaring bumalandra sa kanilang pagpapatuloy).
Rhombic prism - apat na pantay na pares ng magkatulad na mukha; sa cross-section bumubuo sila ng isang rhombus.
Ang isang rhombic pyramid ay may apat na pantay na intersecting na gilid; sa cross-section bumubuo rin sila ng rhombus. Ang mga nakalistang simpleng form ay bukas, dahil hindi nila isinasara ang espasyo. Ang presensya sa isang kristal ng mga bukas na simpleng anyo, halimbawa, isang rhombic prism, ay kinakailangang maging sanhi ng pagkakaroon ng iba pang mga simpleng anyo, halimbawa, isang pinacoid o isang rhombic bipyramid, na kinakailangan upang makakuha ng isang closed form.
Sa mga saradong simpleng anyo ng mas mababang mga sistema, tandaan namin ang mga sumusunod. Rhombic dipyramid: dalawang rhombic pyramids na pinagsama sa kanilang mga base; ang hugis ay may walong magkakaibang mukha, na nagbibigay ng rhombus sa cross section; Ang isang rhombic tetrahedron ay may apat na mukha na nakapaloob sa espasyo at may hugis ng mga pahilig na tatsulok.
Gitnang kategorya(systems: triclinic, tetragonal, hexagonal) – 27 p.f.: monohedron, pinocoid, 6 dipyramids, 6 pyramids, 6 prisms, tetrahedron, rhombohedron, 3 trapezoidron (trapezoid-shaped faces), 2 scalenoids (nabubuo sa pamamagitan ng mga tetrahedron) at rhombohedron).
Pinakamataas na kategorya– 15 p.f.: ang mga pangunahing ay tetrahedron, octahedron, cube. Kung sa halip na isang mukha ay mayroong 3 mukha - isang tritetrahedron, kung 6 - isang hexatetrahedron, kung 4 - isang tetratetrahedron. Ang mga mukha ay maaaring 3x, 4x, 5x: 3x - trigon, 4x - tetragon, 5x - pentagon.
Ang isang simpleng kristal na anyo ay isang pamilya ng mga mukha na magkakaugnay sa pamamagitan ng mga simetriko na operasyon. ng klaseng ito simetriya. Ang lahat ng mga mukha na bumubuo ng isang simpleng kristal na hugis ay dapat na pantay sa laki at hugis. Ang isang kristal ay maaaring maglaman ng isa o higit pang mga simpleng anyo. Ang kumbinasyon ng ilang simpleng anyo ay tinatawag na kumbinasyon.
Ang mga closed form ay yaong ang mga gilid ay ganap na nakapaloob sa espasyong nakapaloob sa pagitan ng mga ito, tulad ng isang kubo;
Ang mga bukas na simpleng form ay hindi nakapaloob sa espasyo at hindi maaaring umiiral nang nakapag-iisa, ngunit sa mga kumbinasyon lamang. Halimbawa, prism + pinacoid.
|
|
|
Fig.6. Mga simpleng anyo ng pinakamababang kategorya: monohedron (1), pinacoid (2), dihedron (3). |
Monohedron (mula sa Griyegong “mono” - isa, “hedron” - mukha) - isang simpleng hugis na kinakatawan ng isang solong mukha. Ang isang monohedron ay, halimbawa, ang base ng isang pyramid.
Ang Pinacoid (mula sa salitang Griyego na “pinax” - board) ay isang simpleng hugis na binubuo ng dalawang magkatulad na mukha, kadalasang baligtad.
Dihedron (mula sa Griyegong "di" - dalawa, "hedron" - mukha) - isang simpleng hugis na nabuo sa pamamagitan ng dalawang magkatulad na intersecting (minsan sa kanilang pagpapatuloy) mga gilid, na bumubuo ng isang "tuwid na bubong".
Ang Rhombic prism ay isang simpleng hugis na binubuo ng apat na magkapareho, magkapares na magkatulad na mukha, na sa cross-section ay bumubuo ng isang rhombus.
Rhombic pyramid - isang simpleng hugis na binubuo ng apat na magkapantay na magkasalubong na mukha; sa cross-section isa rin itong rhombus. Sa mga saradong simpleng anyo ng mas mababang mga sistema, tandaan namin ang mga sumusunod:
Rhombic dipyramid: dalawang rhombic pyramids na nagdugtong sa kanilang mga base. Ang hugis ay may walong pantay na mukha, na nagbibigay ng rhombus sa cross section.
Ang rhombic tetrahedron ay isang simpleng hugis, ang apat na mukha nito ay hugis pahilig na tatsulok at nakapaloob ang espasyo.
Ang mga bukas na simpleng anyo ng mga sistemang kristal ng gitnang kategorya ay magiging prisms at pyramids. Trigonal prism (mula sa Griyegong "gon" - anggulo) - tatlong magkapantay na mukha na nagsasalubong sa magkatulad na mga gilid at bumubuo ng equilateral triangle sa cross-section;
Tetragonal prism (mula sa Griyegong "tetra" - apat) - apat na magkapantay na pares ng magkatulad na mukha, na bumubuo ng isang parisukat sa cross-section;
Hexagonal prism (mula sa Greek na "hexa" - anim) - anim na magkapantay na mukha na nagsasalubong sa magkatulad na mga gilid at bumubuo ng regular na hexagon sa cross-section.
Ang mga pangalan na ditrigonal, ditetragonal at dihexagonal ay ibinibigay sa mga prisma na may dobleng bilang ng mga mukha, kapag ang lahat ng mga mukha ay pantay, at ang parehong mga anggulo sa pagitan ng mga mukha ay humalili sa bawat isa.
Pyramids - ang mga simpleng anyo ng mga kristal ng gitnang kategorya ay maaaring, tulad ng prisms, trigonal (at ditrigonal), tetragonal (at ditetragonal), hexagonal (at dihexagonal). Bumubuo sila ng mga regular na polygon sa cross-section. Ang mga mukha ng mga pyramids ay matatagpuan sa isang pahilig na anggulo sa mas mataas na pagkakasunud-sunod na symmetry axis.
Sa mga kristal ng gitnang kategorya, matatagpuan din ang mga saradong simpleng anyo. Mayroong ilang mga ganitong anyo:
Ang mga dipyramids ay mga simpleng hugis na nabuo ng dalawang magkapantay na pyramids na pinagsama sa kanilang mga base. Sa ganitong mga anyo, ang pyramid ay dinoble ng isang pahalang na eroplano ng simetrya na patayo sa pangunahing axis ng simetrya ng isang mas mataas na pagkakasunud-sunod (Larawan 8). Ang mga dipyramids, tulad ng mga simpleng pyramids, depende sa pagkakasunud-sunod ng axis, ay maaaring magkaroon iba't ibang hugis mga seksyon. Maaari silang maging trigonal, ditrigonal, tetragonal, ditetragonal, hexagonal at dihexagonal.
Ang rhombohedron ay isang simpleng hugis na binubuo ng anim na hugis brilyante na mukha at kahawig ng isang pahaba o pahilis na patag na kubo. Ito ay posible lamang sa trigonal system. Itaas at mababang pangkat Ang mga mukha ay pinaikot na may kaugnayan sa bawat isa sa isang anggulo na 60° sa paraang ang mga ibabang gilid ay matatagpuan simetriko sa pagitan ng mga nasa itaas.
5. Ionic at metal na bono. Hydrogen bond. Valence
5.4. Mga uri ng kristal na sala-sala
Ang mga sangkap sa solid state ay maaaring magkaroon ng amorphous at crystalline na istraktura. SA amorphous substance ah (salamin, polimer) ang pag-aayos ng mga particle ay hindi maayos, at sa mala-kristal mga yunit ng istruktura(mga atom, molekula o ion) ay nakaayos sa isang mahigpit na pagkakasunud-sunod.
Sa ilalim kristal na sala-sala ay tumutukoy sa balangkas na nabuo kung ang mga yunit ng istruktura ng isang kristal ay konektado sa pamamagitan ng mga haka-haka na tuwid na linya. Ang mga punto ng intersection ng mga linyang ito ay tinatawag kristal na sala-sala node. Depende sa likas na katangian ng mga particle na matatagpuan sa mga node ng kristal na sala-sala, pati na rin sa uri ng kemikal na bono sa pagitan nila, apat na pangunahing uri (uri) ng mga kristal na sala-sala ay nakikilala: atomic, molekular, ionic at metal.
Ang mga sangkap na may atomic, ionic at metal crystal lattices ay may non-molecular structure
Sa mga node atomic crystal na sala-sala may mga atomo ng pareho o magkaiba mga elemento ng kemikal(karaniwan ay hindi metal) na pinagsama-sama ng malakas na covalent bond (tingnan ang Fig. 16.1 sa p. 347). Mga sangkap na may atomic na sala-sala ay tinatawag na atomic o covalent crystals.
Alalahanin natin ang mga sangkap na may atomic crystal na sala-sala: boron, silicon, brilyante, grapayt, itim at pulang posporus, carborundum SiC, silicon oxide (IV) SiO 2.
Dahil sa mataas na enerhiya ng mga covalent bond, ang mga sangkap ng atomic na istraktura ay may napakataas na punto ng pagkatunaw, mataas na katigasan at lakas, at mababang solubility; bilang isang patakaran, ang mga ito ay dielectrics o semiconductors (silicon, germanium). Ang pinakamahirap na likas na substansiya ay brilyante (titik ng pagkatunaw ng 3500 °C), ang pinaka-matigas ang ulo ay grapayt (3700 °C); carborundum SiC (2700 °C) at silica SiO 2 (1610 °C) ay may mataas na punto ng pagkatunaw.
Sa mga node mga molekular na kristal(mga sangkap na may molecular crystal lattice, molekular na istraktura) mayroong mga molekula (Larawan 5.7, a). Ang mga molekula ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mahinang intermolecular na pwersa (huwag malito: sa mga molekula ang bono ay covalent, ibig sabihin, malakas), na nangangailangan ng medyo maliit na enerhiya upang masira. Samakatuwid, ang mga molekular na sangkap ay may mababang lakas, mababang katigasan, makabuluhang compressibility, at mababang mga punto ng pagkatunaw at pagkulo. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkasumpungin, marami ang may amoy, at ang ilan ay sublimate. Ang mga molekular na kristal ay hindi nagsasagawa ng kuryente at maaaring natutunaw sa polar at non-polar solvents.
Karamihan sa mga substance na may covalent polar o nonpolar bond ay may molecular crystal lattice, maliban sa mga substance ng atomic structure na nakalista sa itaas. Ang istraktura ng molekular ay higit na katangian ng mga organikong sangkap. Mga halimbawa ng mga sangkap ng molekular na istraktura: mga marangal na gas (para sa kanila ang mga konsepto ng atom at molekula ay magkapareho, maaari nating sabihin na ang mga marangal na gas ay binubuo ng mga monatomic na molekula), mga halogens (sa solidong estado), puting phosphorus P4, orthorhombic at monoclinic sulfur S8 , solid oxygen, ozone, nitrogen, tubig, hydrogen halides, alkanes, benzene.
kanin. 5.7. Istraktura ng kristal na sala-sala carbon dioxide(CO 2) sa solid state (a) at sodium chloride (b)
Ang lahat ng mga sangkap na may ionic bond ay nabuo mga ionic na kristal na sala-sala, ay may ionic na istraktura. Ito ay mga asin, basic at amphoteric oxides, mga base, binary compound ng mga metal na may mga non-metal (hydride, nitride, atbp.). Sa mga node ng mga ionic na kristal ay may magkasalungat na sisingilin na simple o kumplikadong mga cation at anion, na magkakaugnay ng isang malakas na ionic bond (Larawan 5.7, b) Dahil sa lakas ng ionic bond, ang mga ionic na kristal ay may malaking katigasan, ay hindi pabagu-bago. at walang amoy, at nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na punto ng pagkulo at pagkatunaw. Sa temperatura ng silid, ang mga ionic na sangkap ay mahihirap na conductor ng electric current at init, marami ang lubos na natutunaw sa mga polar solvent; may tubig na solusyon at natutunaw ay isinasagawa agos ng kuryente(electrolytes). Ang mga ionic substance ay nailalarawan sa pamamagitan ng mahinang deformability at fragility, dahil kapag ang mga ion ay inilipat na may kaugnayan sa isa't isa, ang mga salungat na pwersa ay lumitaw sa pagitan ng mga katulad na sisingilin na mga ion.
Mga sangkap na may anyo ng metal bond metal na kristal na sala-sala(mga kristal na metal), kung saan (tingnan ang Fig. 5.1) ang komunikasyon ay ibinibigay ng mga libreng electron (electron gas).
Dahil dito mga simpleng sangkap ang mga metal (at ang kanilang mga haluang metal) ay may katangian na kinang ng metal, napakataas na thermal at electrical conductivity, sila ay malabo, malleable at ductile. Ang mga metal ay may malawak na hanay ng mga punto ng pagkatunaw (halimbawa, sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang mercury ay nasa likidong pinagsama-samang estado), katigasan (malambot na tingga at napakatigas na kromo), na dahil sa ilang pagkakaiba sa likas na katangian ng metalikong bono ng iba't ibang mga metal. Tulad ng nabanggit na, ang temperatura ng pagkatunaw ng mga metal ay maaaring magsilbi bilang isang sukatan ng lakas ng isang metal na bono: ang mas mataas na tmelt, mas malaki ang enerhiya ng metal na bono. Ang punto ng pagkatunaw ng mga metal ay tumataas sa serye:
mercury → mga metal na alkali→ alkaline earth metals →
→ d-family metals → tungsten.
Halimbawa 5.4. Kabilang sa mga chlorine compound na may mga elemento ng ika-3 panahon, ang pinakamababang punto ng pagkatunaw ay:
Solusyon. Ang kinakailangang substance ay SCl 2, dahil mayroon itong molecular crystal lattice (lahat ng iba pang substance ay ionic).
Tulad ng alam na natin, ang isang sangkap ay maaaring umiral sa tatlong estado ng pagsasama-sama: puno ng gas, mahirap At likido. Oxygen, na sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay nasa estado ng gas, sa temperatura na -194°C ito ay nagiging mala-bughaw na likido, at sa temperatura na -218.8°C ito ay nagiging mala-niyebe na masa na may mga asul na kristal.
Ang hanay ng temperatura para sa pagkakaroon ng isang sangkap sa solidong estado ay tinutukoy ng mga punto ng pagkulo at pagkatunaw. Ang mga solid ay mala-kristal At walang hugis.
U amorphous substance walang nakapirming punto ng pagkatunaw - kapag pinainit, unti-unti silang lumambot at nagiging tuluy-tuloy na estado. Sa ganitong estado, halimbawa, ang iba't ibang mga resin at plasticine ay matatagpuan.
Mga kristal na sangkap Ang mga ito ay nakikilala sa pamamagitan ng regular na pag-aayos ng mga particle kung saan sila ay binubuo: mga atomo, molekula at ion, sa mahigpit na tinukoy na mga punto sa espasyo. Kapag ang mga puntong ito ay konektado sa pamamagitan ng mga tuwid na linya, ang isang spatial na balangkas ay nilikha, ito ay tinatawag na isang kristal na sala-sala. Ang mga punto kung saan matatagpuan ang mga particle ng kristal ay tinatawag mga node ng sala-sala.
Ang mga node ng sala-sala na iniisip natin ay maaaring maglaman ng mga ion, atomo at molekula. Ang mga particle na ito ay gumagawa mga oscillatory na paggalaw. Kapag tumaas ang temperatura, tumataas din ang saklaw ng mga oscillation na ito, na humahantong sa thermal expansion ng mga katawan.
Depende sa uri ng mga particle na matatagpuan sa mga node ng kristal na sala-sala at ang likas na katangian ng koneksyon sa pagitan nila, apat na uri ng mga kristal na sala-sala ay nakikilala: ionic, atomic, molekular At metal.
Ionic Ang mga ito ay tinatawag na mga kristal na sala-sala kung saan ang mga ion ay matatagpuan sa mga node. Ang mga ito ay nabuo sa pamamagitan ng mga sangkap na may mga ionic bond, na maaaring magbigkis sa parehong mga simpleng ion Na+, Cl-, at kumplikadong SO24-, OH-. Kaya, ang mga ionic crystal lattice ay may mga salts, ilang oxides at hydroxyls ng mga metal, i.e. ang mga sangkap kung saan umiiral ang isang ionic na kemikal na bono. Isaalang-alang ang isang kristal na sodium chloride; ito ay binubuo ng positibong alternating Na+ at mga negatibong CL- ion, magkasama silang bumubuo ng isang hugis-kubo na sala-sala. Ang mga bono sa pagitan ng mga ion sa naturang kristal ay lubhang matatag. Dahil dito, ang mga sangkap na may isang ionic na sala-sala ay may medyo mataas na lakas at tigas; sila ay matigas ang ulo at nonvolatile.
Atomic Ang mga kristal na sala-sala ay ang mga kristal na sala-sala na ang mga node ay naglalaman ng mga indibidwal na atomo. Sa gayong mga sala-sala, ang mga atomo ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng napakalakas na covalent bond. Halimbawa, ang brilyante ay isa sa mga allotropic na pagbabago ng carbon.
Ang mga sangkap na may atomic na kristal na sala-sala ay hindi pangkaraniwan sa kalikasan. Kabilang dito ang crystalline boron, silicon at germanium, pati na rin kumplikadong mga sangkap, halimbawa, ang mga naglalaman ng silicon oxide (IV) - SiO 2: silica, quartz, buhangin, rock crystal.
Ang karamihan sa mga sangkap na may atomic na kristal na sala-sala ay may napakataas na mga punto ng pagkatunaw (para sa brilyante ito ay lumampas sa 3500 ° C), ang mga naturang sangkap ay malakas at matigas, halos hindi matutunaw.
Molekular Ang mga ito ay tinatawag na mga kristal na sala-sala kung saan ang mga molekula ay matatagpuan sa mga node. Ang mga kemikal na bono sa mga molekulang ito ay maaari ding polar (HCl, H 2 0) o non-polar (N 2, O 3). At kahit na ang mga atomo sa loob ng mga molekula ay konektado sa pamamagitan ng napakalakas na covalent bond, ang mahinang pwersa ng intermolecular attraction ay kumikilos sa pagitan ng mga molekula mismo. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga sangkap na may molekular na kristal na sala-sala ay nailalarawan sa mababang tigas, mababang punto ng pagkatunaw, at pagkasumpungin.
Ang mga halimbawa ng naturang mga sangkap ay kinabibilangan ng solidong tubig - yelo, solidong carbon monoxide (IV) - "dry ice", solid hydrogen chloride at hydrogen sulfide, solidong simpleng mga sangkap na nabuo ng isa - (noble gases), dalawa - (H 2, O 2, CL 2 , N 2 , I 2), tatlo - (O 3), apat - (P 4), walong-atomic (S 8) na mga molekula. Ang karamihan ng solid mga organikong compound may mga molekular na kristal na sala-sala (naphthalene, glucose, asukal).
blog.site, kapag kumukopya ng materyal nang buo o bahagi, kinakailangan ang isang link sa orihinal na pinagmulan.
Ang Chemistry ay isang kamangha-manghang agham. Napakaraming hindi kapani-paniwalang mga bagay ang makikita sa tila ordinaryong mga bagay.
Ang lahat ng materyal na nakapaligid sa atin saanman ay umiiral sa ilang mga estado ng pagsasama-sama: mga gas, likido at mga solido. Natukoy din ng mga siyentipiko ang ika-4 - plasma. Sa isang tiyak na temperatura, ang isang sangkap ay maaaring magbago mula sa isang estado patungo sa isa pa. Halimbawa, tubig: kapag pinainit sa itaas 100, mula sa likidong anyo ito ay nagiging singaw. Sa mga temperatura sa ibaba 0, ito ay nagbabago sa susunod na pinagsama-samang istraktura - yelo.
Ang buong materyal na mundo ay naglalaman ng isang masa ng magkatulad na mga particle na magkakaugnay. Ang pinakamaliit na elementong ito ay mahigpit na nakahanay sa espasyo at bumubuo ng tinatawag na spatial frame.
Kahulugan
Ang isang kristal na sala-sala ay isang espesyal na istraktura ng isang solidong sangkap kung saan ang mga particle ay nakatayo sa isang geometrically mahigpit na pagkakasunud-sunod sa espasyo. Dito maaari kang makahanap ng mga node - mga lugar kung saan matatagpuan ang mga elemento: mga atom, ions at molekula at internodal space.
Solids, depende sa hanay ng mataas at mababang temperatura, ay mala-kristal o amorphous - ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng kawalan ng isang tiyak na punto ng pagkatunaw. Kapag na-expose mataas na temperatura lumalambot sila at unti-unting nagiging likidong anyo. Kabilang sa mga uri ng sangkap na ito ang: dagta, plasticine.
Kaugnay nito, maaari itong nahahati sa maraming uri:
- atomic;
- ionic;
- molekular;
- metal.
Ngunit sa iba't ibang temperatura, ang isang substansiya ay maaaring magkaroon ng iba't ibang anyo at nagpapakita ng magkakaibang katangian. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na allotropic modification.
Uri ng atom
Sa ganitong uri, ang mga node ay naglalaman ng mga atomo ng isang partikular na sangkap na konektado ng mga covalent bond. Ang ganitong uri ng bono ay nabuo sa pamamagitan ng isang pares ng mga electron mula sa dalawang magkalapit na mga atomo. Salamat sa ito, sila ay konektado nang pantay-pantay at sa isang mahigpit na pagkakasunud-sunod.
Ang mga sangkap na may atomic na kristal na sala-sala ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na katangian: lakas at mataas na punto ng pagkatunaw. Ang ganitong uri ng bono ay naroroon sa brilyante, silikon at boron..
Uri ng ionic
Ang magkasalungat na sisingilin na mga ion ay matatagpuan sa mga node na lumilikha ng isang electromagnetic field na nagpapakilala sa mga pisikal na katangian ng isang sangkap. Kabilang dito ang: electrical conductivity, refractoriness, density at tigas. asin at potassium nitrate ay nailalarawan sa pagkakaroon ng isang ionic crystal lattice.
Huwag palampasin: mekanismo ng edukasyon, mga partikular na halimbawa.
Uri ng molekular
Sa mga node ng ganitong uri ay may mga ion na konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mga puwersa ng van der Waals. Dahil sa mahinang intermolecular bond, ang mga substance tulad ng yelo, carbon dioxide at paraffin ay nailalarawan sa pamamagitan ng plasticity, electrical at thermal conductivity.
Uri ng metal
Ang istraktura nito ay kahawig ng isang molekular, ngunit mayroon pa rin itong mas malakas na mga bono. Ang pagkakaiba sa pagitan ng ganitong uri ay ang mga node nito ay naglalaman ng mga positibong sisingilin na mga kasyon. Mga electron na nasa interstitial space espasyo, lumahok sa edukasyon electric field. Tinatawag din silang electric gas.
Ang mga simpleng metal at haluang metal ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang uri ng metal na sala-sala. Ang mga ito ay nailalarawan sa pagkakaroon ng isang metal na kinang, plasticity, thermal at electrical conductivity. Maaari silang matunaw sa iba't ibang temperatura.