Ev / Boşalma/ Kimya. Kimyada kristal qəfəslər

kimya. Kimyada kristal qəfəslər

Maddə, bildiyiniz kimi, üç birləşmə vəziyyətində ola bilər: qaz, maye və bərk (şək. 70). Məsələn, oksigen olan normal şərait qazdır, -194 ° C temperaturda mayeyə çevrilir mavi rəng, və -218,8 °C temperaturda mavi kristallardan ibarət qar kimi kütləyə çevrilir.

düyü. 70.
Suyun fiziki vəziyyəti

Bərk maddələr kristal və amorf bölünür.

Amorf maddələrin aydın ərimə nöqtəsi yoxdur - qızdırıldıqda tədricən yumşalır və maye vəziyyətinə keçir. Amorf maddələrə ən çox plastiklər (məsələn, polietilen), mum, şokolad, plastilin, müxtəlif qatranlar və saqqızlar daxildir (şək. 71).

düyü. 71.
Amorf maddələr və materiallar

Kristal maddələr xarakterizə olunur düzgün yer kosmosda ciddi şəkildə müəyyən edilmiş nöqtələrdə onların tərkib hissəcikləri. Bu nöqtələr düz xətlərlə birləşdirildikdə kristal qəfəs adlanan məkan çərçivəsi əmələ gəlir. Kristal hissəciklərin yerləşdiyi nöqtələrə qəfəs düyünləri deyilir.

Xəyali kristal qəfəsin düyünlərində monotomik ionlar, atomlar və molekullar ola bilər. Bu hissəciklər yaradır salınım hərəkətləri. Artan temperaturla bu salınımların diapazonu artır, bu, bir qayda olaraq, cisimlərin istilik genişlənməsinə səbəb olur.

Kristal qəfəsin düyünlərində yerləşən hissəciklərin növündən və onlar arasındakı əlaqənin xarakterindən asılı olaraq dörd növ kristal qəfəs fərqləndirilir: ion, atom, molekulyar və metal (cədvəl 6).

Cədvəl 6
D.I.Mendeleyevin dövri cədvəlində elementlərin yeri və onların sadə maddələrinin kristal qəfəslərinin növləri.

Cədvəldə göstərilməyən elementlərdən əmələ gələn sadə maddələr metal qəfəsə malikdir.

İon qəfəslərə düyünlərində ionlar olan kristal qəfəslər deyilir. Onlar həm sadə ionları Na +, Cl -, həm də mürəkkəb ionları, OH - bağlaya bilən ion bağları olan maddələrdən əmələ gəlir. Nəticə etibarı ilə ion kristal qəfəslərdə duzlar, əsaslar (qələvilər) və bəzi oksidlər olur. Məsələn, natrium xlorid kristalı alternativ müsbət Na + və mənfi Cl - ionlarından tikilərək kubşəkilli qəfəs əmələ gətirir (şək. 72). Belə bir kristalda ionlar arasındakı bağlar çox güclüdür. Buna görə də, ion qəfəsi olan maddələr nisbətən yüksək sərtliyə və gücə malikdirlər, odadavamlı və uçucu deyillər.

düyü. 72.
İon kristal qəfəs (natrium xlorid)

Atom qəfəslərinə düyünlərində ayrı-ayrı atomlar olan kristal qəfəslər deyilir. Belə qəfəslərdə atomlar bir-biri ilə çox güclü kovalent bağlarla bağlanır.

düyü. 73.
Atom kristal şəbəkəsi (almaz)

Almazda bu tip kristal qəfəs var (Şəkil 73) - karbonun allotropik modifikasiyalarından biridir. Kəsilmiş və cilalanmış brilyantlara brilyant deyilir. Onlar zərgərlikdə geniş istifadə olunur (şək. 74).

düyü. 74.
Brilyantlı iki imperiya tacı:
a - Britaniya İmperiyasının tacı; b - Rusiya İmperiyasının Böyük İmperator Tacı

Atom kristal qəfəsi olan maddələrə kristal bor, silisium və germanium, həmçinin silisium (IV) oksidi SiO 2 olan mürəkkəb maddələr, məsələn, silisium oksidi, kvars, qum, qaya kristalı daxildir (şək. 75).

düyü. 75.
Atom kristal şəbəkəsi (silikon (IV) oksid)

Atom kristal qəfəsi olan maddələrin əksəriyyətində çox var yüksək temperaturərimə (məsələn, almaz üçün 3500 °C-dən çox, silisium üçün - 1415 °C, silisium üçün - 1728 °C), onlar güclü və sərtdir, praktiki olaraq həll olunmur.

Molekulyar molekulların düyünlərdə yerləşdiyi kristal qəfəslərdir. Bu molekullardakı kimyəvi bağlar həm kovalent qütb (hidrogen xlorid HCl, su H20), həm də kovalent qeyri-polyar (azot N2, ozon 03) ola bilər. Molekulların içindəki atomların çox güclü kovalent bağlarla bağlanmasına baxmayaraq, molekulların özləri arasında zəif molekullararası cazibə qüvvələri fəaliyyət göstərir. Buna görə də molekulyar kristal qəfəsləri olan maddələr aşağı sərtliyə malikdir, aşağı temperaturlarəriyən, uçucu.

Molekulyar kristal qəfəsləri olan maddələrə misal olaraq bərk su - buz, bərk karbon monoksit (IV) C) 2 - “quru buz” (şək. 76), bərk hidrogen xlorid HCl və hidrogen sulfid H 2 S, mono ilə əmələ gələn bərk sadə maddələri göstərmək olar. - (nəcib qazlar: helium, neon, arqon, kripton), iki- (hidrogen H 2, oksigen O 2, xlor Cl 2, azot N 2, yod 1 2), üç- (ozon O 3), dörd- ( ağ fosfor P 4), səkkiz atomlu (kükürd S 7) molekulları. Ən möhkəm üzvi birləşmələr molekulyar kristal qəfəslərə malikdir (naftalin, qlükoza, şəkər).

düyü. 76.
Molekulyar kristal qəfəs (karbon qazı)

Metal rabitəsi olan maddələrin metal kristal qəfəsləri var (şək. 77). Belə qəfəslərin yerlərində atomlar və ionlar var (metal atomlarının asanlıqla çevrildiyi, ümumi istifadə üçün xarici elektronlarını verən atomlar və ya ionlar). Bu daxili quruluş metallar onların xarakteristikasını müəyyən edir fiziki xassələri: elastiklik, çeviklik, elektrik və istilik keçiriciliyi, metal parıltı.

düyü. 77.
Metal kristal qəfəs (dəmir)

13 saylı laboratoriya təcrübəsi
Müxtəlif növ kristal qəfəsləri olan maddələr toplusu ilə tanışlıq. Kristal qəfəslərin modellərinin hazırlanması

Kristal qəfəslərdən birinin modelini qurun.

Molekulyar quruluşa malik maddələr üçün fransız kimyaçısı J. L. Prust (1799-1803) tərəfindən kəşf edilmiş tərkibin sabitliyi qanunu etibarlıdır. Hazırda bu qanun aşağıdakı kimi tərtib edilmişdir:

Prust qanunu kimyanın əsas qanunlarından biridir. Lakin ionlar kimi qeyri-molekulyar quruluşlu maddələr üçün bu qanun həmişə doğru deyil.

Açar sözlər və ifadələr

Maddənin bərk, maye və qaz halları.
Bərk maddələr: amorf və kristal.
Kristal qəfəslər: ion, atom, molekulyar və metal.
Ilə maddələrin fiziki xassələri müxtəlif növlər kristal qəfəslər.
Kompozisiyanın sabitliyi qanunu.

Kompüterlə işləmək

Elektron müraciətə baxın. Dərs materialını öyrənin və verilən tapşırıqları yerinə yetirin.
Xidmət edə biləcək e-poçt ünvanlarını İnternetdə axtarın əlavə mənbələr, paraqrafdakı açar söz və ifadələrin məzmununun aşkarlanması. Yeni dərs hazırlamaqda müəllimə kömək təklif edin - mesaj göndərin açar sözlər və növbəti abzasdakı ifadələr.

Suallar və tapşırıqlar

-205 °C-də oksigen hansı birləşmə vəziyyətində olacaq?
A. Belyayevin “Hava satıcısı” əsərini xatırlayın və kitabda verilmiş təsvirdən istifadə edərək bərk oksigenin xassələrini xarakterizə edin.
Plastiklər hansı növ maddələrdir (kristal və ya amorf)? Plastiklərin hansı xassələri sənayedə istifadəsinin əsasını təşkil edir?
Hansı növ almaz kristal qəfəsdir? Almaz üçün xarakterik olan fiziki xüsusiyyətləri sadalayın.
Bu hansı növ yod kristal şəbəkəsidir? Yodun xarakterik olan fiziki xüsusiyyətlərini sadalayın.
Niyə metalların ərimə nöqtəsi çox geniş diapazonda dəyişir? Bu suala cavab hazırlamaq üçün əlavə ədəbiyyatdan istifadə edin.
Niyə silisium məhsulu zərbə zamanı parçalanır, qurğuşun isə yalnız düzləşir? Aşağıdakı hallardan hansı dağıntı baş verir? kimyəvi bağ və hansında - yox? Niyə?

Tapşırıqlar:

Avadanlıq və reagentlər

Dərsin növü:

İşin təşkili forması:

Metodlar və texnikalar:

DƏRSİN GÖRÜŞÜ

Təşkilati. mərhələ

Slayd 1

Slayd 2

Problemin ifadəsi

sual

Slayd 3

II. Biliklərin yenilənməsi

Slayd 4

III. Bilik nəsli

Slayd 5

Laboratoriya

İş:

Kristal qəfəslər

bərk cisimlərin kristal və amorf vəziyyəti haqqında anlayışı verir, kristal qəfəslərin növlərini təqdim edir;

maddələrin fiziki xassələrinin kimyəvi bağlardan və kristal qəfəs növündən səbəb-nəticə asılılığını təyin etmək bacarığını inkişaf etdirmək;

mövzuya marağı inkişaf etdirmək

Xörək duzu, almaz, qrafit, karbon qazı, metalların kristal qəfəslərinin modelləri; plastilin, saqqız, qatranlar, mum, süfrə duzu NaCl, qrafit, şəkər, su; təqdimat.

bilik nəsli

frontal, buxar otağı, fərdi.

izahedici və illüstrativ, səhnələşdirmə problemli məsələ, nümayiş təcrübəsi, laboratoriya işi.

Bu gün dərsə şair Leonid Martınovun sözləri ilə başlamaq istəyirəm:

"Bu dünyada - mən bilirəm -

xəzinələrin sayı-hesabı yoxdur

Amma çox ibrətamizdir

bir nəzər gözləri üçün

şeylərin içərisinə daha yaxından baxmaq,

şeylərin bağırsaqlarına doğru."

Dərsin mövzusu: Kristal qəfəslər

Dərsin məqsədi – bərk cisimlərin kristal və amorf hallarının nə olduğunu başa düşmək, kristal qəfəslərin növləri, maddələrin tərkibinin sabitlik qanunu ilə tanış olmaq.

Slayda baxın. Tərkibində aşağıdakı maddələr var:

almaz, mis sulfat, ametist, qrafit, alüminium,

silikon oksid (IV), civə, qaya duzu.

Dərsin sonunda suala cavab verməlisiniz:

Bu maddələrin ümumi nələri var?

Maddənin hansı hallarını bilirsiniz?

(O): Bərk, maye və qaz halında.

Nəticə etibarilə: maddələr birləşmə vəziyyətinə görə qazlara, mayelərə və bərk maddələrə bölünür.

(diaqramı notebooka yazmaq)

Maddələrə misallar verin.

Hər üç aqreqasiya vəziyyəti bizim üçün vacibdir, çünki hər hansı bir maddə

qaz, maye və ya bərk ola bilər.

Belə bir keçidə nümunələr verin:

Buz ↔su ↔ buxar;

möhkəmnatrium asanlıqla əriyir və buxarlana bilər, yəni. qazlı olmaq.

Qazoksigen aşağı temperaturda əvvəlcə mayeyə çevrilir, daha aşağı temperaturda isə mavi kristallara bərkiyir.

Bu gün biz maddənin bərk vəziyyətinə baxacağıq.

Masalarınızda təklif olunan maddələrə baxın

Plastilin, saqqız, qatran, mum, duz NaCl, qrafit, şəkər.

Təklif olunan maddələri iki qrupa bölün (sizin istəyinizlə).

Tələbə cavabı

Slayd 6

Slayd 7

Slayd 8

Slayd 9

Şəbəkə nümayişi

Slayd 10

Plastilin, saqqız, qatran, mum var amorf maddələr . Onlar tez-tez sabit bir ərimə nöqtəsinə malik deyillər, axıcılıq müşahidə olunur və nizamlı bir quruluş yoxdur.

Əksinə, duz NaCl, qrafit və şəkər - kristal maddələr . Onlar aydın ərimə temperaturları, müntəzəm həndəsi formalar, simmetriya və nizamlı quruluş ilə xarakterizə olunur.

Cavabınıza əsasən belədir nəticə ,

ki, bütün bərk cisimlər amorf və kristal bölünür (onların xüsusiyyətləri) (dəftərə yazın)

Amorf və kristal maddələr arasındakı fərqi öyrənmək üçün bu maddələrin içərisinə baxacağıq.

Kristal maddələr onların qurulduğu hissəciklərin müntəzəm düzülüşü ilə xarakterizə olunur: atomlar, molekullar və ya ionlar. Bu hissəciklər kosmosda ciddi şəkildə müəyyən edilmiş nöqtələrdə yerləşir - deyilir qovşaqlar . Düyünləri düz xətlərlə birləşdirsəniz, məkan çərçivəsi yaranır - kristal qəfəs.

Hissəciklərin növünə uyğun olaraq dörd növ kristal qəfəs ayırd edilə bilər: ion, atom, molekulyar, metal.

Şəbəkənin növü, kimyəvi bağ növü və maddələrin xassələri arasında əlaqə quraq (cədvəl dolduraraq)

1 kristal qəfəs – İONİK.

Şəbəkə yerlərində hissəciklərin növləri? -ionlar

Hissəciklər arasındakı əlaqə növü ionlu, güclüdür.

Hansı maddələrin ion kristal qəfəsi ola bilər? - tipik metalların duzları, oksidləri və hidroksidləri ( I – III qruplar)

Nə fiziki Bu cür maddələr hansı xüsusiyyətlərə malik olacaq? – bərk, davamlı, uçucu olmayan, odadavamlı.

Kristal qəfəsin növbəti növü ATOMİK-dir

Şəbəkə yerlərində hissəciklərin növləri - atomlar

Hissəciklər arasında əlaqə növü? –(atom və ya) kovalent

Nümunələr qrafit (onun kristal şəbəkəsi slaydda göstərilmişdir), kvars, almazdır.

Maddələrin fiziki xassələri ion kristal qəfəsi olan maddələrlə eynidir - bərk, davamlı, uçucu olmayan, odadavamlı, suda həll olunmur.

Almazın kristal qəfəs quruluşu qrafitdən fərqlidir. Tetrahedral quruluşa malikdir. Quruluşuna görə almaz sərt, çox davamlı bir maddədir.

3 növ kristal qəfəslər – MOLEKULAR.

Belə bir qəfəsin düyünlərində molekullar var.

Molekullar arasında zəif molekullararası cazibə qüvvələri, molekulların daxilində isə güclü kovalent bağ var.

Maddələrə misal olaraq xüsusi şəraitdə bərk olan, lakin normal şəraitdə qaz və maye halında olan maddələri göstərmək olar; kükürd, yod, sirkə turşusu.

Belə maddələrin xarakterik fiziki xüsusiyyətləri kövrək, uçucu, əriyən və aşağı sərtliyə malikdir.

Slayd bir kristal göstərir. karbon dioksid qəfəsi - karbon monoksit ( IV ). Düyünlərdə bir karbon atomu və iki oksigen atomundan ibarət bir molekul var.

yod qəfəs cristae nümayişi

Nümayiş təcrübəsi.

Slayd 11

paylama

Slayd 12

Tələbələrin cavabı.

Slayd 13

Slayd 14

VI. Ümumiləşdirmə.

Biliklərin ilkin konsolidasiyası

Slayd 15, 16

Sadə maddələrin, məsələn, yodun kristal qəfəslərində düyünlərdə iki atomlu yod molekulları var.

Molekulyar qəfəsli maddələr sublimasiya fenomeni ilə xarakterizə olunur.

Yodun sublimasiyası. (Sublimasiya bərk cismin maye fazasını keçərək qaza çevrilməsi (qızdırdıqda) və sonra yenidən şaxta şəklində kristallaşmasıdır.)

Və sonuncu Kristdir. barmaqlıq – METAL

Düyünlərdə atom - ionlar (metalların) var.

Bağ metaldir, sərbəst paylaşılan elektronlar (atomlar və ionlar arasında hərəkət edən) tərəfindən həyata keçirilir.

Metalların kristal qəfəsinə baxın, bu, metal ionları arasında sərbəst elektronların olduğunu göstərir.

Nümunələr metallar və ərintilərdir.

Nə fiziki Bu cür maddələr hansı xüsusiyyətlərə malik olacaq? – çevik, plastik, elektrik və istilik keçirici, görüşmüşdür. parıltı (metalların bütün xüsusiyyətləri).

Kristal qəfəslərin növlərini araşdıraraq, atomun quruluşu, kimyəvi bağlar, kristal qəfəslər və maddələrin xüsusiyyətləri arasında əlaqə qurduq.

Struktur kimyəvi bağ kristal qəfəs bir maddənin xassələri.

Sadə maddələrdə hansı növ kristal qəfəsə rast gəlinmir?

Sadə maddələrin ion qəfəsləri yoxdur.

80-ci səhifədəki dərsliyi açın, cədvəl. 6 və dövri sistemdə tutduqlarından asılı olaraq sadə maddələrin kristal qəfəslərinin növlərinə diqqət yetirin.

Sadə maddələr - metallar - metal kristal qəfəs ilə xarakterizə olunur;

qeyri-metallar üçün - atom və ya molekulyar.

Daha bir dərs qalıb - molekulyar quruluşlu maddələrin (molekulyar kristal qəfəsli maddələr) tabe olduğu maddənin tərkibinin sabitlik qanunu.

Bu qanunu fransız kimyaçısı J.L.Prust kəşf etmişdir.

Onun ifadəsi belədir:

molekulyar quruluşlu maddələr hazırlanma üsulundan asılı olmayaraq sabit tərkibə malikdir.

Məsələn: su - necə alındığından, hansı aqreqasiya vəziyyətində olmasından asılı olmayaraq, tərkibi dəyişmir - N. 2 HAQQINDA

İon quruluşlu maddələr üçün Prust qanunu həmişə təmin edilmir.

Biz şeylərin içinə baxdıq. Tədqiq edilmiş kristal qəfəslər

İndi isə dərsin əvvəlində verilən suala cavab verək.

Təklif olunan maddələrin ümumi nələri var?

Müstəqil iş

VXülasə.

Refleksiya. Anket

VI. Ev tapşırığı

Kristal qəfəslər nə edirHAQQINDA 2 , N 2 O, NaCl, C?

Silikon atom kristal şəbəkəsinə malikdir. Onun fiziki xüsusiyyətləri hansılardır?

Oksid CO 2 aşağı vart pl, kvars isə SiO-dur 2 – çox yüksək (kvars 1725°C-də əriyir). Onların hansı kristal qəfəsləri olmalıdır?

Dərs zamanı aktiv/passiv işlədim
Sinifdəki işimdən razıyam/narazıyam
Dərs mənə qısa/uzun göründü
Dərs zamanı yorulmadım/yorğun olmadım
Dərs materialı mənim üçün aydın/anlaşılmaz idi

faydalı/faydasız

maraqlı/darıxdırıcı

§ 22, məs. 6

Kristal qəfəslər, əlaqənin növü və maddələrin xassələri

Molekulyar

Bildiyimiz kimi, bütün maddi maddələr üç əsas vəziyyətdə mövcud ola bilər: maye, bərk və qaz. Düzdür, plazmanın da vəziyyəti var ki, alimlər bunu maddənin dördüncü vəziyyətindən nə az, nə çox hesab edirlər, amma bizim məqaləmiz plazma haqqında deyil. Maddənin bərk vəziyyəti ona görə bərk olur ki, o, xüsusi kristal quruluşa malikdir, onun hissəcikləri müəyyən və aydın şəkildə müəyyən edilmiş qaydada yerləşir və beləliklə, kristal qəfəs yaradır. Kristal qəfəsin strukturu təkrarlanan eyni elementar hüceyrələrdən ibarətdir: atomlar, molekullar, ionlar və s. elementar hissəciklər, müxtəlif qovşaqlarla bir-birinə bağlıdır.

Kristal qəfəslərin növləri

Kristal qəfəsin hissəciklərindən asılı olaraq, onun on dörd növü var, bunlardan ən populyarları bunlardır:

İon kristal qəfəs.
Atom kristal qəfəsi.
Molekulyar kristal qəfəs.
kristal qəfəs.

İon kristal qəfəs

İonların kristal qəfəsinin quruluşunun əsas xüsusiyyəti ionların özlərinin əks elektrik yükləridir, bunun nəticəsində ion kristal qəfəsə malik olan maddələrin xüsusiyyətlərini təyin edən elektromaqnit sahəsi əmələ gəlir. Və bu odadavamlılıq, sərtlik, sıxlıq və elektrik cərəyanı keçirmə qabiliyyətidir. İon kristal şəbəkəsinin tipik nümunəsi süfrə duzudur.

Atom kristal qəfəsi

Atom kristal qəfəsi olan maddələr, bir qayda olaraq, düyünlərində güclü atomlara malikdir. İki eyni atom bir-biri ilə qardaş elektronları paylaşdıqda kovalent bağ yaranır və beləliklə qonşu atomlar üçün ümumi elektron cütü əmələ gəlir. Buna görə kovalent bağlar atomları sıx və bərabər şəkildə ciddi bir ardıcıllıqla bağlayır - bəlkə də bu, ən çox xarakterik xüsusiyyət atom kristal qəfəsinin quruluşu. Bənzər bağları olan kimyəvi elementlər sərtliyi və yüksək ərimə nöqtəsi ilə öyünə bilər. Almaz, silisium, germanium və bor kimi kimyəvi elementlər atom kristal şəbəkəsinə malikdir.

Molekulyar kristal qəfəs

Kristal qəfəsin molekulyar növü sabit və sıx yığılmış molekulların olması ilə xarakterizə olunur. Onlar kristal şəbəkənin düyünlərində yerləşirlər. Bu qovşaqlarda onlar ion qarşılıqlı təsir qüvvələrindən on dəfə zəif olan van der Vals qüvvələri tərəfindən tutulur. Çarpıcı bir nümunə Molekulyar kristal qəfəs buzdur - bərk maddədir, lakin mayeyə çevrilmək xüsusiyyətinə malikdir - kristal qəfəsin molekulları arasındakı bağlar çox zəifdir.

Metal kristal qəfəs

Metal kristal qəfəslərin bağ növü iondan daha çevik və çevikdir, baxmayaraq ki, görünüş baxımından çox oxşardırlar. Fərqli xüsusiyyət qəfəs yerlərində müsbət yüklü kationların (metal ionlarının) olmasıdır. Düyünlər arasında elektrik sahəsinin yaradılmasında iştirak edən elektronlar yaşayır, bu elektronlara elektrik qazı da deyilir; Metal kristal qəfəsin belə bir quruluşunun olması onun xüsusiyyətlərini izah edir: mexaniki möhkəmlik, istilik və elektrik keçiriciliyi, ərimə qabiliyyəti.

Kristal qəfəslər, video

Və yekunda ətraflı video kristal qəfəslərin xassələri haqqında izahatlar.

5. İon və metal rabitəsi. Hidrogen bağı. Valentlik

5.4. Kristal qəfəslərin növləri

Bərk vəziyyətdə olan maddələr amorf və kristal quruluşa malik ola bilər. Amorf maddələrdə (şüşə, polimerlər) hissəciklərin düzülüşü nizamsızdır, kristal maddələrdə isə struktur vahidləri (atomlar, molekullar və ya ionlar) ciddi qaydada düzülür.

Altında kristal qəfəs kristalın struktur vahidləri xəyali düz xətlərlə birləşdirildikdə yaranan çərçivəyə aiddir. Bu xətlərin kəsişmə nöqtələri adlanır kristal qəfəs düyünləri. Kristal qəfəsin qovşaqlarında yerləşən hissəciklərin təbiətindən, habelə onlar arasındakı kimyəvi bağın növündən asılı olaraq kristal qəfəslərin dörd əsas növü (növləri) fərqləndirilir: atom, molekulyar, ion və metal.

Atom, ion və metal kristal qəfəsləri olan maddələr molekulyar olmayan quruluşa malikdir

Düyünlərdə atom kristal qəfəsi eyni və ya fərqli atomlar var kimyəvi elementlər(adətən qeyri-metallar) güclü kovalent bağlarla bir-birinə bağlıdır (bax. Şəkil 16.1, səh. 347). Atom qəfəsi olan maddələr atom və ya kovalent kristallar adlanır.

Atom kristal qəfəsli maddələri xatırlayaq: bor, silisium, almaz, qrafit, qara və qırmızı fosfor, karborundum SiC, silikon oksid (IV) SiO 2.

Kovalent bağların yüksək enerjisi sayəsində atom quruluşlu maddələr çox yüksək ərimə nöqtəsinə, yüksək sərtliyə və möhkəmliyə, aşağı həll qabiliyyətinə malikdir; bir qayda olaraq, onlar dielektriklər və ya yarımkeçiricilərdir (silikon, germanium). Ən sərt təbii maddə almazdır (ərimə nöqtəsi 3500 °C), ən odadavamlısı qrafitdir (3700 °C); karborundum SiC (2700 °C) və silisium SiO 2 (1610 °C) yüksək ərimə nöqtəsinə malikdir.

Düyünlərdə molekulyar kristallar(molekulyar kristal qəfəsli, molekulyar quruluşlu maddələr) molekullar var (şək. 5.7, a). Molekullar bir-biri ilə zəif molekullararası qüvvələrlə bağlıdır (çaşdırmayın: molekullarda bağ kovalentdir, yəni güclüdür), bu da qırılmaq üçün nisbətən az enerji tələb edir. Buna görə də, molekulyar maddələr aşağı gücə, aşağı sərtliyə, əhəmiyyətli sıxılma qabiliyyətinə və aşağı ərimə və qaynama nöqtələrinə malikdir. Onlar dəyişkənlik ilə xarakterizə olunur, bir çoxunun qoxusu var, bəziləri isə əzəmətlidir. Molekulyar kristallar elektrik cərəyanını keçirmir və qütblü və qütb olmayan həlledicilərdə həll oluna bilər.

Kovalent qütblü və ya qeyri-qütblü əlaqələri olan maddələrin əksəriyyəti, yuxarıda sadalanan atom quruluşu maddələri istisna olmaqla, molekulyar kristal qəfəsə malikdir. Molekulyar quruluş üzvi maddələr üçün daha xarakterikdir. Molekulyar quruluşlu maddələrə nümunələr: nəcib qazlar (onlar üçün atom və molekul anlayışları eynidir, deyə bilərik ki, nəcib qazlar tək atomlu molekullardan ibarətdir), halogenlər (bərk vəziyyətdə), ağ fosfor P4, ortoromb və monoklinik kükürd S8 , bərk oksigen, ozon, azot, su, hidrogen halidləri, alkanlar, benzol.

düyü. 5.7.

Karbon dioksidin (CO 2) bərk vəziyyətdə (a) və natrium xlorid (b) kristal şəbəkəsinin quruluşu İon rabitəsi olan bütün maddələr əmələ gəlir ion kristal qəfəsləri , ion quruluşuna malikdir. Bunlar duzlar, əsas və amfoter oksidlər , əsaslar, metalların qeyri-metallarla ikili birləşmələri (hidridlər, nitridlər və s.). İon kristallarının düyünlərində bir-birinə güclü ion bağı ilə bağlanmış əks yüklü sadə və ya mürəkkəb kationlar və anionlar yerləşir (şəkil 5.7, b İon rabitəsinin gücünə görə ion kristalları böyük sərtliyə malikdir, uçucu deyil). və qoxusuzdur və yüksək qaynama nöqtələri və ərimə ilə xarakterizə olunur. At otaq temperaturu ion maddələri elektrik cərəyanının zəif keçiriciləridir və bir çoxları qütb həlledicilərdə çox həll olunur; sulu məhlullar

və ərimələr elektrik cərəyanını (elektrolitlər) keçirir. İon maddələri zəif deformasiya və kövrəklik ilə xarakterizə olunur, çünki ionlar bir-birinə nisbətən yerdəyişdikdə oxşar yüklü ionlar arasında itələyici qüvvələr yaranır. Metal rabitəsi olan maddələr metal kristal qəfəslər

(metal kristalları), burada (bax. Şəkil 5.1) rabitə pulsuz elektronlar (elektron qazı) tərəfindən təmin edilir.

civə → qələvi metallar → qələvi torpaq metalları →

→ d-ailə metalları → volfram.

Misal 5.4.

3-cü dövrün elementləri olan xlor birləşmələri arasında ən aşağı ərimə nöqtəsi:

Həll. Tələb olunan maddə SCl 2-dir, çünki molekulyar kristal qəfəsə malikdir (bütün digər maddələr iondur). Əksər bərk maddələr kristal quruluşa malikdir. Kristal qəfəs

təkrarlanan eyni struktur vahidlərindən qurulmuş, hər bir kristal üçün fərdi. Bu struktur vahidi "vahid hüceyrə" adlanır. Başqa sözlə, kristal qəfəs bərk cismin fəza quruluşunun əksi kimi xidmət edir.

Kristal qəfəsləri müxtəlif yollarla təsnif etmək olar. I. Kristalların simmetriyasına görə

qəfəslər kubik, tetraqonal, rombik, altıbucaqlı olmaqla təsnif edilir.

Bu təsnifat kristalların optik xüsusiyyətlərini, eləcə də katalitik aktivliyini qiymətləndirmək üçün əlverişlidir. II. Hissəciklərin təbiətinə görə , qəfəs qovşaqlarında yerləşir və kimyəvi bağın növünə görə arasında fərq var atom, molekul, ion və metal kristal qəfəslər

. Kristaldakı bağ növü sərtlikdəki fərqi, suda həll olma qabiliyyətini, məhlulun istiliyini və ərimə istiliyini və elektrik keçiriciliyini təyin edir. Bir kristalın vacib bir xüsusiyyəti kristal qəfəs enerjisi, – kJ/mol

verilmiş kristalı məhv etmək üçün sərf edilməli olan enerji.

Molekulyar qəfəs Molekulyar kristallar

zəif molekullararası bağlar (van der Waals qüvvələri) və ya hidrogen bağları ilə kristal qəfəsin müəyyən mövqelərində saxlanılan molekullardan ibarətdir. Bu qəfəslər kovalent bağları olan maddələr üçün xarakterikdir. Molekulyar qəfəsli çoxlu maddələr var. Buçox sayda

üzvi birləşmələr (şəkər, naftalin və s.), kristal su (buz), bərk karbon qazı (“quru buz”), bərk hidrogen halidləri, yod, bərk qazlar, o cümlədən nəciblər,

Qütb olmayan və aşağı qütblü molekullara (CH 4, CO 2 və s.) malik maddələr üçün kristal qəfəsin enerjisi minimaldır.

Daha çox qütblü molekulların əmələ gətirdiyi qəfəslər də daha yüksək kristal qəfəs enerjisinə malikdir. Hidrogen bağları (H 2 O, NH 3) əmələ gətirən maddələr olan qəfəslər ən yüksək enerjiyə malikdir.

Molekullar arasında zəif qarşılıqlı təsirə görə bu maddələr uçucu, əriyən, aşağı sərtliyə malikdir, elektrik cərəyanını (dielektriklər) keçirmir və aşağı istilik keçiriciliyinə malikdir.

Düyünlərdə atom kristal qəfəsi hər üç ox boyunca bir-birinə kovalent bağlarla bağlanmış bir və ya müxtəlif elementlərin atomları var. Belə kristallar bunlara da deyilir kovalent, nisbətən azdır.

Bu tip kristallara misal olaraq almaz, silisium, germanium, qalay, həmçinin bor nitridi, alüminium nitridi, kvars və silisium karbid kimi mürəkkəb maddələrin kristallarını göstərmək olar. Bütün bu maddələr almaza bənzər bir qəfəsə malikdir.

Belə maddələrdə kristal qəfəsin enerjisi praktiki olaraq kimyəvi rabitənin enerjisi ilə üst-üstə düşür (200 – 500 kJ/mol). Bu, onların fiziki xüsusiyyətlərini müəyyənləşdirir: yüksək sərtlik, ərimə nöqtəsi və qaynama nöqtəsi.

Bu kristalların elektrik keçiricilik xüsusiyyətləri müxtəlifdir: almaz, kvars, bor nitridi dielektriklərdir; silisium, germanium - yarımkeçiricilər; Metalik boz qalay elektrik cərəyanını yaxşı keçirir.

Atom kristal qəfəsi olan kristallarda ayrıca struktur vahidini ayırd etmək mümkün deyil. Bütün monokristaldır bir nəhəng molekul.

İon şəbəkəsi

Düyünlərdə ion şəbəkəsi müsbət və mənfi ionlar bir-birini əvəz edir, onların arasında elektrostatik qüvvələr hərəkət edir. İon kristalları, məsələn, natrium xlorid NaCl, kalium flüorid və KF, məsələn, ion bağları ilə birləşmələr təşkil edir. İon birləşmələrinə kompleks ionlar da daxil ola bilər, məsələn, NO 3 -, SO 4 2 -.

İon kristalları həm də hər bir ionun bütün digər ionlardan əhəmiyyətli dərəcədə təsirləndiyi nəhəng bir molekuldur.

İon kristal şəbəkəsinin enerjisi əhəmiyyətli dəyərlərə çata bilər. Beləliklə, E (NaCl) = 770 kJ/mol və E (BeO) = 4530 kJ/mol.

İon kristalları yüksək ərimə və qaynama nöqtələrinə və yüksək gücə malikdir, lakin kövrəkdir. Onların bir çoxu otaq temperaturunda elektrik cərəyanını zəif aparır (metallardan təxminən iyirmi dəfə aşağıdır), lakin artan temperaturla elektrik keçiriciliyində artım müşahidə olunur.

Metal ızgara

Metal kristallarən sadə kristal strukturlarına misallar verin.

Metal kristalın qəfəsindəki metal ionları təxminən kürə şəklində nəzərdən keçirilə bilər. Bərk metallarda bu toplar əksər metalların əhəmiyyətli sıxlığı ilə göstərildiyi kimi maksimum sıxlıqla doludur (natrium üçün 0,97 q/sm3, mis üçün 8,92 q/sm3-dən volfram və qızıl üçün 19,30 q/sm3-ə qədər). Bir təbəqədə topların ən sıx qablaşdırılması altıbucaqlı qablaşdırmadır, burada hər bir top altı başqa topla (eyni müstəvidə) əhatə olunmuşdur. Hər hansı üç bitişik topun mərkəzləri bərabərtərəfli üçbucaq təşkil edir.

Metalların yüksək çeviklik və elastiklik kimi xüsusiyyətləri metal barmaqlıqlarda sərtliyin olmamasından xəbər verir: onların təyyarələri bir-birinə nisbətən olduqca asanlıqla hərəkət edir.

Valent elektronları bütün atomlarla bağların yaranmasında iştirak edir və metal parçasının bütün həcmi boyunca sərbəst hərəkət edir. Bu, elektrik keçiriciliyinin və istilik keçiriciliyinin yüksək dəyərləri ilə göstərilir.

Kristal qəfəs enerjisi baxımından metallar molekulyar və kovalent kristallar arasında aralıq mövqe tuturlar. Kristal qəfəsin enerjisi:

Beləliklə, bərk cisimlərin fiziki xassələri əhəmiyyətli dərəcədə kimyəvi bağın növündən və quruluşundan asılıdır.

Bərk cisimlərin quruluşu və xassələri

Xüsusiyyətlər	Kristallar
Metal	İonik	Molekulyar	Atom
Nümunələr	K, Al, Cr, Fe	NaCl, KNO3	I 2, naftalin	almaz, kvars
Struktur hissəciklər	Müsbət ionlar və mobil elektronlar	Kationlar və anionlar	Molekullar	Atomlar
Kimyəvi bağın növü	Metal	İonik	Molekullarda - kovalent; molekullar arasında - van der Waals qüvvələri və hidrogen bağları	Atomlar arasında - kovalent
t ərimə	Yüksək	Yüksək	Aşağı	Çox yüksək
qaynama nöqtəsi	Yüksək	Yüksək	Aşağı	Çox yüksək
Mexanik xüsusiyyətlər	Sərt, elastik, viskoz	Sərt, kövrək	Yumşaq	Çox çətin
Elektrik keçiriciliyi	Yaxşı bələdçilər	Bərk formada - dielektriklər; bir ərimə və ya məhlulda - keçiricilər	Dielektriklər	Dielektriklər (qrafitdən başqa)
Həlledicilik
suda	Həll olunmayan	Həll olunur	Həll olunmayan	Həll olunmayan
qeyri-polyar həlledicilərdə	Həll olunmayan	Həll olunmayan	Həll olunur	Həll olunmayan

(Reaksiyaların bütün tərifləri, düsturları, qrafikləri və tənlikləri qeyddə verilmişdir.)