Rumah / Pelepasan/ Kimia. Kisi kristal dalam kimia

Kimia. Kisi kristal dalam kimia

Jirim, seperti yang anda ketahui, boleh wujud dalam tiga keadaan pengagregatan: gas, cecair dan pepejal (Rajah 70). Sebagai contoh, oksigen, yang keadaan biasa ialah gas, pada suhu -194 ° C ia bertukar menjadi cecair warna biru, dan pada suhu -218.8 °C ia mengeras menjadi jisim seperti salji yang terdiri daripada hablur biru.

nasi. 70.
Keadaan fizikal air

Pepejal dibahagikan kepada kristal dan amorf.

Bahan amorf tidak mempunyai takat lebur yang jelas - apabila dipanaskan, ia beransur-ansur melembut dan bertukar menjadi keadaan bendalir. Bahan amorf termasuk kebanyakan plastik (contohnya, polietilena), lilin, coklat, plastisin, pelbagai resin dan gula-gula getah (Gamb. 71).

nasi. 71.
Bahan dan bahan amorfus

Bahan kristal dicirikan lokasi yang betul zarah-zarah konstituen mereka pada titik-titik yang ditakrifkan dengan ketat di angkasa. Apabila titik-titik ini disambungkan dengan garis lurus, rangka kerja ruang terbentuk, dipanggil kekisi kristal. Titik di mana zarah kristal terletak dipanggil nod kekisi.

Nod kekisi kristal khayalan mungkin mengandungi ion, atom dan molekul monoatomik. Zarah ini lakukan pergerakan berayun. Dengan peningkatan suhu, julat ayunan ini meningkat, yang, sebagai peraturan, membawa kepada pengembangan haba badan.

Bergantung pada jenis zarah yang terletak di nod kekisi kristal dan sifat sambungan di antara mereka, empat jenis kekisi kristal dibezakan: ionik, atom, molekul dan logam (Jadual 6).

Jadual 6
Kedudukan unsur dalam Jadual Berkala D. I. Mendeleev dan jenis kekisi kristal bahan ringkasnya

Bahan ringkas yang dibentuk oleh unsur yang tidak ditunjukkan dalam jadual mempunyai kekisi logam.

Kekisi ionik dipanggil kekisi kristal yang nodnya mengandungi ion. Mereka dibentuk oleh bahan dengan ikatan ionik, yang boleh mengikat kedua-dua ion ringkas Na +, Cl -, dan ion kompleks, OH -. Akibatnya, kekisi kristal ionik mempunyai garam, bes (alkali), dan beberapa oksida. Contohnya, hablur natrium klorida dibina daripada ion Na + positif dan negatif Cl - berselang-seli, membentuk kekisi berbentuk kubus (Rajah 72). Ikatan antara ion dalam kristal sedemikian sangat kuat. Oleh itu, bahan dengan kekisi ionik mempunyai kekerasan dan kekuatan yang agak tinggi, ia adalah refraktori dan tidak meruap.

nasi. 72.
Kisi kristal ionik (natrium klorida)

Kekisi atom dipanggil kekisi kristal yang nodnya mengandungi atom individu. Dalam kekisi sedemikian, atom disambungkan antara satu sama lain oleh ikatan kovalen yang sangat kuat.

nasi. 73.
Kekisi kristal atom (berlian)

Berlian mempunyai jenis kekisi kristal (Rajah 73) - salah satu pengubahsuaian alotropik karbon. Berlian yang telah dipotong dan digilap dipanggil cemerlang. Ia digunakan secara meluas dalam barang kemas (Gamb. 74).

nasi. 74.
Dua mahkota empayar dengan berlian:
a - mahkota Empayar British; b - Mahkota Maharaja Empayar Rusia

Bahan dengan kekisi kristal atom termasuk boron kristal, silikon dan germanium, serta bahan kompleks, contohnya, silika, kuarza, pasir, kristal batu, yang mengandungi silikon (IV) oksida SiO 2 (Rajah 75).

nasi. 75.
Kekisi kristal atom (silikon (IV) oksida)

Kebanyakan bahan dengan kekisi kristal atom mempunyai sangat suhu tinggi lebur (contohnya, untuk berlian ia melebihi 3500 °C, untuk silikon - 1415 °C, untuk silika - 1728 °C), ia kuat dan keras, boleh dikatakan tidak larut.

Molekul dipanggil kekisi kristal, di nod yang terletak molekul. Ikatan kimia dalam molekul ini boleh menjadi kutub kovalen (hidrogen klorida HCl, air H20) dan kovalen nonpolar (nitrogen N2, ozon 03). Walaupun fakta bahawa atom di dalam molekul disambungkan oleh ikatan kovalen yang sangat kuat, daya tarikan antara molekul yang lemah bertindak antara molekul itu sendiri. Oleh itu, bahan dengan kekisi kristal molekul mempunyai kekerasan yang rendah, suhu rendah cair, tidak menentu.

Contoh bahan dengan kekisi kristal molekul ialah air pepejal - ais, pepejal karbon monoksida (IV) C) 2 - "ais kering" (Rajah 76), pepejal hidrogen klorida HCl dan hidrogen sulfida H 2 S, bahan ringkas pepejal yang dibentuk oleh mono - (gas mulia: helium, neon, argon, kripton), dua- (hidrogen H 2, oksigen O 2, klorin Cl 2, nitrogen N 2, iodin 1 2), tiga- (ozon O 3), empat- ( fosforus putih P 4), molekul lapan atom (sulfur S 7). Paling padu sebatian organik mempunyai kekisi kristal molekul (naftalena, glukosa, gula).

nasi. 76.
Kekisi kristal molekul (karbon dioksida)

Bahan dengan ikatan logam mempunyai kekisi kristal logam (Rajah 77). Di tapak kekisi sedemikian terdapat atom dan ion (sama ada atom atau ion, di mana atom logam mudah berubah, melepaskan elektron luarnya untuk kegunaan biasa). ini struktur dalaman logam menentukan ciri mereka sifat fizikal: kebolehtempaan, kemuluran, kekonduksian elektrik dan haba, kilauan logam.

nasi. 77.
Kekisi kristal logam (besi)

Eksperimen makmal No. 13
Membiasakan dengan koleksi bahan dengan pelbagai jenis kekisi kristal. Membuat model kekisi kristal

Bina model salah satu kekisi kristal.

Bagi bahan dengan struktur molekul, hukum kestabilan komposisi yang ditemui oleh ahli kimia Perancis J. L. Proust (1799-1803) adalah sah. Pada masa ini undang-undang ini digubal seperti berikut:

Undang-undang Proust adalah salah satu daripada undang-undang asas kimia. Walau bagaimanapun, untuk bahan struktur bukan molekul, seperti yang ionik, hukum ini tidak selalu benar.

Kata kunci dan frasa

Keadaan jirim pepejal, cecair dan gas.
Pepejal: amorfus dan kristal.
Kekisi kristal: ionik, atom, molekul dan logam.
Sifat fizikal bahan dengan pelbagai jenis kekisi kristal.
Hukum ketekalan gubahan.

Bekerja dengan komputer

Rujuk aplikasi elektronik. Kaji bahan pelajaran dan selesaikan tugasan yang diberikan.
Cari di Internet untuk alamat e-mel yang boleh disiarkan sumber tambahan, mendedahkan kandungan kata kunci dan frasa dalam perenggan. Tawarkan bantuan anda kepada guru dalam menyediakan pelajaran baharu - hantar mesej dengan kata kunci dan frasa dalam perenggan seterusnya.

Soalan dan tugasan

Apakah keadaan pengagregatan oksigen pada -205 °C?
Ingat karya A. Belyaev "The Air Seller" dan cirikan sifat oksigen pepejal menggunakan penerangannya yang diberikan dalam buku itu.
Apakah jenis bahan (hablur atau amorf) adalah plastik? Apakah sifat plastik yang mendasari aplikasi industrinya?
Apakah jenis kekisi kristal berlian itu? Senaraikan ciri-ciri sifat fizikal berlian.
Apakah jenis kekisi kristal iodin itu? Senaraikan ciri-ciri fizik iodin.
Mengapakah takat lebur logam berbeza-beza dalam julat yang sangat luas? Untuk menyediakan jawapan kepada soalan ini, gunakan literatur tambahan.
Mengapakah produk silikon pecah menjadi kepingan apabila hentaman, manakala produk plumbum hanya menjadi rata? Dalam kes berikut, yang manakah berlaku kemusnahan? ikatan kimia, dan yang mana - tidak? kenapa?

Tugasan:

Peralatan dan reagen

Jenis pelajaran:

Bentuk organisasi kerja:

Kaedah dan teknik:

KEMAJUAN PELAJARAN

berorganisasi. pentas

Slaid 1

Slaid 2

Pernyataan masalah

soalan

Slaid 3

II. Mengemas kini pengetahuan

Slaid 4

III. Penjanaan ilmu

Slaid 5

Makmal

kerja:

Kekisi kristal

berikan konsep keadaan hablur dan pepejal amorfus, perkenalkan jenis kekisi kristal;

membangunkan keupayaan untuk mewujudkan pergantungan sebab dan akibat sifat fizikal bahan pada ikatan kimia dan jenis kekisi kristal;

mengembangkan minat terhadap subjek tersebut

Model kekisi kristal garam meja, berlian, grafit, karbon dioksida, logam; plastisin, gula-gula getah, damar, lilin, garam meja NaCl, grafit, gula, air; pembentangan.

penjanaan ilmu

hadapan, bilik wap, individu.

penerangan dan ilustrasi, pementasan isu bermasalah, pengalaman demonstrasi, kerja makmal.

Hari ini saya ingin memulakan pelajaran dengan kata-kata penyair Leonid Martynov:

"Dalam dunia ini - saya tahu -

tiada kiraan harta

Tetapi sangat memberi pengajaran

untuk tatapan mata

melihat dengan lebih dekat bahagian dalam sesuatu,

tepat ke dalam keberanian sesuatu."

Topik pelajaran: Kekisi kristal

Tujuan pelajaran – memahami apakah keadaan hablur dan pepejal amorfus, berkenalan dengan jenis kekisi kristal, hukum ketekalan komposisi bahan.

Tengok slaid. Ia mengandungi bahan-bahan berikut:

berlian, kuprum sulfat, amethyst, grafit, aluminium,

silikon oksida (IV), merkuri, garam batu.

Pada akhir pelajaran anda mesti menjawab soalan:

Apakah persamaan bahan-bahan ini?

Apakah keadaan jirim yang anda tahu?

(O): Pepejal, cecair dan gas.

Akibatnya: bahan mengikut keadaan pengagregatannya dibahagikan kepada gas, cecair dan pepejal.

(menulis rajah dalam buku nota)

Berikan contoh bahan.

Ketiga-tiga keadaan pengagregatan adalah penting bagi kami, kerana sebarang bahan

mungkin gas, cecair atau pepejal.

Berikan contoh peralihan sedemikian:

Ais ↔air ↔ wap;

padunatrium mudah cair dan boleh sejat, i.e. menjadi gas.

Gasoksigen pada suhu rendah ia mula-mula bertukar menjadi cecair, dan pada suhu yang lebih rendah ia menjadi pejal menjadi kristal biru.

Hari ini kita akan melihat keadaan pepejal jirim.

Lihat bahan yang ditawarkan di atas meja anda

Plastisin, gula-gula getah, damar, lilin, garam NaCl, grafit, gula.

Agihkan bahan yang dicadangkan kepada dua kumpulan (mengikut budi bicara anda).

Respon pelajar

Slaid 6

Slaid 7

Slaid 8

Slaid 9

Demonstrasi kekisi

Slaid 10

Plastisin, gula-gula getah, damar, lilin adalah bahan amorfus . Mereka selalunya tidak mempunyai takat lebur yang tetap, kecairan diperhatikan, dan tidak ada struktur yang teratur.

Sebaliknya, garam NaCl, grafit dan gula - bahan kristal . Ia dicirikan oleh suhu lebur yang jelas, bentuk geometri biasa, simetri, dan struktur tersusun.

Berdasarkan jawapan anda berikut kesimpulan ,

bahawa semua pepejal dibahagikan kepada amorfus dan kristal (ciri-ciri mereka) (Tulis dalam buku nota)

Untuk mengetahui perbezaan antara bahan amorf dan kristal, kita akan melihat di dalam bahan ini.

Bahan kristal dicirikan oleh susunan biasa zarah dari mana ia dibina: atom, molekul atau ion. Zarah-zarah ini terletak pada titik yang ditentukan dengan ketat dalam ruang - dipanggil nod . Jika anda menyambungkan nod dengan garis lurus, bingkai spatial terbentuk - kekisi kristal.

Selaras dengan jenis zarah, empat jenis kekisi kristal boleh dibezakan: ionik, atom, molekul, logam

Mari kita wujudkan hubungan antara jenis kekisi, jenis ikatan kimia dan sifat bahan (mengisi jadual)

1 kekisi kristal – IONIK.

Jenis zarah di tapak kekisi? -ion

Jenis ikatan antara zarah adalah ionik, kuat.

Apakah bahan yang boleh mempunyai kekisi kristal ionik? – garam, oksida dan hidroksida logam biasa ( saya – III kumpulan)

fizikal apa Apakah sifat yang akan ada pada bahan tersebut? – keras, tahan lama, tidak meruap, tahan api.

Jenis kekisi kristal seterusnya ialah ATOMIC

Jenis zarah di tapak kekisi - atom

Jenis sambungan antara zarah? –(atom atau) kovalen

Contohnya ialah grafit (kekisi kristalnya ditunjukkan pada slaid), kuarza, berlian.

Sifat fizikal bahan adalah sama seperti bahan dengan kekisi kristal ionik - pepejal, tahan lama, tidak meruap, refraktori, tidak larut dalam air.

Struktur kekisi kristal berlian berbeza daripada grafit. Ia mempunyai struktur tetrahedral. Kerana strukturnya, berlian adalah bahan yang keras dan sangat tahan lama.

3 jenis kristal kekisi – MOLEKUL.

Pada nod kekisi sedemikian terdapat molekul.

Di antara molekul terdapat daya tarikan antara molekul yang lemah, dan di dalam molekul terdapat ikatan kovalen yang kuat.

Contoh bahan ialah bahan yang pepejal dalam keadaan khas, tetapi yang merupakan gas dan cecair dalam keadaan normal; sulfur, iodin, asid asetik.

Ciri-ciri fizikal bahan tersebut adalah rapuh, meruap, boleh melebur, dan mempunyai kekerasan yang rendah.

Slaid menunjukkan kristal. kekisi karbon dioksida - karbon monoksida ( IV ). Nod mengandungi molekul yang terdiri daripada atom karbon dan dua atom oksigen.

demonstrasi krista kekisi iodin

Pengalaman tunjuk cara.

Slaid 11

edaran

Slaid 12

Jawapan pelajar.

Slaid 13

Slaid 14

VI. Generalisasi.

Penyatuan pengetahuan utama

Slaid 15, 16

Dalam kekisi kristal bahan ringkas, contohnya iodin, terdapat molekul iodin diatomik pada nod.

Bahan dengan kekisi molekul dicirikan oleh fenomena pemejalwapan.

Sublimasi iodin. (Pemejalwapan ialah perubahan (apabila dipanaskan) pepejal menjadi gas, memintas fasa cecair, dan kemudian penghabluran semula dalam bentuk fros.)

Dan yang terakhir ialah Kris. jeriji – LOGAM

Nod mengandungi – atom – ion (logam)

Ikatannya adalah logam, dijalankan oleh elektron bersosial bebas (yang bergerak antara atom dan ion).

Lihatlah kekisi kristal logam, yang menunjukkan bahawa terdapat elektron bebas di antara ion logam.

Contohnya ialah logam dan aloi.

fizikal apa Apakah sifat yang akan ada pada bahan tersebut? – boleh ditempa, plastik, konduktif elektrik dan haba, telah bertemu. bersinar (semua sifat logam).

Setelah meneliti jenis kekisi kristal, kami telah mewujudkan hubungan antara struktur atom, ikatan kimia, kekisi kristal dan sifat bahan

Struktur sifat kekisi kristal ikatan kimia sesuatu bahan.

Apakah jenis kekisi kristal yang tidak terdapat dalam bahan ringkas?

Bahan mudah tidak mempunyai kekisi ionik.

Buka buku teks pada halaman 80, jadual. 6 dan perhatikan jenis kekisi kristal bahan ringkas bergantung pada kedudukannya dalam jadual berkala.

Bahan ringkas—logam—dicirikan oleh kekisi kristal logam;

untuk bukan logam - atom atau molekul.

Terdapat satu lagi pelajaran yang tinggal - undang-undang kestabilan komposisi jirim, yang dipatuhi oleh bahan dengan struktur molekul (bahan dengan kekisi keris molekul).

Undang-undang ini ditemui oleh ahli kimia Perancis J.L. Proust.

Lafaznya adalah seperti berikut:

bahan struktur molekul mempunyai komposisi yang tetap tanpa mengira kaedah penyediaannya.

Sebagai contoh: air - tidak kira bagaimana ia diperoleh, dalam apa keadaan pengagregatannya, komposisinya tidak berubah - N 2 TENTANG

Bagi bahan dengan struktur ionik, hukum Proust tidak selalunya dipenuhi.

Kami melihat bahagian dalam. Kekisi kristal diperiksa

Sekarang mari kita jawab soalan yang diajukan pada awal pelajaran.

Apakah persamaan bahan yang dicadangkan?

Kerja bebas

VMerumuskan.

Refleksi. soal selidik

VI. Kerja rumah

Apa yang dilakukan oleh kekisi kristalTENTANG 2 , N 2 O, NaCl, C?

Silikon mempunyai kekisi kristal atom. Apakah sifat fizikalnya?

Oksida CO 2 mempunyai rendaht pl, dan kuarza SiO 2 – sangat tinggi (kuarza cair pada 1725°C). Apakah kekisi kristal yang perlu mereka miliki?

Semasa pelajaran saya bekerja secara aktif/pasif
Saya berpuas hati/tidak berpuas hati dengan kerja saya di dalam kelas
Pelajaran itu kelihatan pendek/panjang bagi saya
Semasa pelajaran saya tidak jemu/penat
Bahan pelajaran jelas/tidak jelas kepada saya

berguna/tidak berguna

menarik/membosankan

§ 22, cth. 6

Kekisi kristal, jenis ikatan dan sifat bahan

Molekul

Seperti yang kita tahu, semua bahan bahan boleh wujud dalam tiga keadaan asas: cecair, pepejal, dan gas. Benar, terdapat juga keadaan plasma, yang dianggap oleh saintis tidak kurang daripada keadaan jirim keempat, tetapi artikel kami bukan mengenai plasma. Oleh itu, keadaan pepejal bahan adalah pepejal kerana ia mempunyai struktur kristal khas, zarah-zarahnya berada dalam susunan tertentu dan jelas, lantas mewujudkan kekisi kristal. Struktur kekisi kristal terdiri daripada mengulangi sel asas yang sama: atom, molekul, ion, dll. zarah asas, disambungkan oleh pelbagai nod.

Jenis kekisi kristal

Bergantung pada zarah kekisi kristal, terdapat empat belas jenisnya, berikut adalah yang paling popular:

Kisi kristal ionik.
Kekisi kristal atom.
Kekisi kristal molekul.
kekisi kristal.

Kisi kristal ionik

Ciri utama struktur kisi kristal ion adalah cas elektrik yang bertentangan dengan ion itu sendiri, akibatnya medan elektromagnet terbentuk, yang menentukan sifat bahan yang mempunyai kisi kristal ionik. Dan ini adalah refraktori, kekerasan, ketumpatan dan keupayaan untuk mengalirkan arus elektrik. Contoh tipikal kekisi kristal ionik ialah garam meja.

Kekisi kristal atom

Bahan dengan kekisi kristal atom, sebagai peraturan, mempunyai atom yang kuat dalam nod mereka. Ikatan kovalen berlaku apabila dua atom yang sama berkongsi elektron persaudaraan antara satu sama lain, dengan itu membentuk pasangan elektron yang sama untuk atom yang bersebelahan. Oleh kerana itu, ikatan kovalen mengikat atom dengan ketat dan sekata dalam susunan yang ketat - mungkin ini adalah yang paling ciri ciri struktur kekisi kristal atom. Unsur kimia dengan ikatan yang serupa boleh berbangga dengan kekerasan dan takat lebur yang tinggi. Unsur kimia seperti berlian, silikon, germanium, dan boron mempunyai kekisi kristal atom.

Kekisi kristal molekul

Jenis molekul kisi kristal dicirikan oleh kehadiran molekul yang stabil dan padat. Mereka terletak di nod kekisi kristal. Dalam nod ini ia dipegang oleh daya van der Waltz, yang sepuluh kali lebih lemah daripada daya interaksi ionik. Contoh yang menarik perhatian Kekisi kristal molekul adalah ais - bahan pepejal, yang, bagaimanapun, mempunyai sifat berubah menjadi cecair - ikatan antara molekul kekisi kristal sangat lemah.

Kekisi kristal logam

Jenis ikatan kekisi kristal logam adalah lebih fleksibel dan mulur daripada ion, walaupun dari segi rupa ia sangat serupa. Ciri tersendiri ia adalah kehadiran kation bercas positif (ion logam) di tapak kekisi. Di antara nod elektron hidup yang mengambil bahagian dalam penciptaan medan elektrik ini juga dipanggil gas elektrik. Kehadiran struktur seperti kekisi kristal logam menerangkan sifatnya: kekuatan mekanikal, haba dan kekonduksian elektrik, kebolehpaduan.

Kekisi kristal, video

Dan kesimpulannya video terperinci penerangan tentang sifat kekisi kristal.

5. Ikatan ionik dan logam. Ikatan hidrogen. Valence

5.4. Jenis kekisi kristal

Bahan dalam keadaan pepejal boleh mempunyai struktur amorfus dan kristal. Dalam bahan amorf (kaca, polimer) susunan zarah tidak teratur, tetapi dalam bahan kristal unit struktur (atom, molekul atau ion) disusun dalam susunan yang ketat.

Di bawah kekisi kristal merujuk kepada rangka kerja yang terbentuk jika unit struktur hablur disambungkan dengan garis lurus khayalan. Titik persilangan garis ini dipanggil nod kekisi kristal. Bergantung pada sifat zarah yang terletak di nod kekisi kristal, serta pada jenis ikatan kimia di antara mereka, empat jenis utama (jenis) kekisi kristal dibezakan: atom, molekul, ionik dan logam.

Bahan dengan kekisi hablur atom, ionik dan logam mempunyai struktur bukan molekul

Dalam nod kekisi kristal atom terdapat atom yang sama atau berbeza unsur kimia(biasanya bukan logam) dihubungkan bersama oleh ikatan kovalen yang kuat (lihat Rajah 16.1 pada ms 347). Bahan dengan kekisi atom dipanggil kristal atom atau kovalen.

Marilah kita mengingati bahan dengan kekisi kristal atom: boron, silikon, berlian, grafit, fosforus hitam dan merah, carborundum SiC, silikon oksida (IV) SiO 2.

Oleh kerana tenaga tinggi ikatan kovalen, bahan struktur atom mempunyai takat lebur yang sangat tinggi, kekerasan dan kekuatan yang tinggi, dan keterlarutan yang rendah; sebagai peraturan, mereka adalah dielektrik atau semikonduktor (silikon, germanium). Bahan semula jadi yang paling keras ialah berlian (takat lebur 3500 °C), yang paling tahan api ialah grafit (3700 °C); carborundum SiC (2700 °C) dan silika SiO 2 (1610 °C) mempunyai takat lebur yang tinggi.

Dalam nod kristal molekul(bahan dengan kekisi kristal molekul, struktur molekul) terdapat molekul (Rajah 5.7, a). Molekul disambungkan antara satu sama lain oleh daya antara molekul yang lemah (jangan dikelirukan: dalam molekul ikatan adalah kovalen, iaitu kuat), yang memerlukan tenaga yang agak sedikit untuk dipecahkan. Oleh itu, bahan molekul mempunyai kekuatan rendah, kekerasan rendah, kebolehmampatan yang ketara, dan takat lebur dan didih yang rendah. Mereka dicirikan oleh turun naik, banyak yang mempunyai bau, dan beberapa yang luhur. Hablur molekul tidak mengalirkan elektrik dan boleh larut dalam pelarut polar dan bukan polar.

Kebanyakan bahan dengan ikatan polar atau nonpolar kovalen mempunyai kekisi kristal molekul, dengan pengecualian bahan struktur atom yang disenaraikan di atas. Struktur molekul lebih bercirikan bahan organik. Contoh bahan struktur molekul: gas mulia (bagi mereka konsep atom dan molekul adalah sama, kita boleh mengatakan bahawa gas mulia terdiri daripada molekul monatomik), halogen (dalam keadaan pepejal), fosforus putih P4, sulfur ortorombik dan monoklinik S8 , oksigen pepejal, ozon, nitrogen, air, hidrogen halida, alkana, benzena.

nasi. 5.7.

Struktur kekisi kristal karbon dioksida (CO 2) dalam keadaan pepejal (a) dan natrium klorida (b) Semua bahan dengan ikatan ionik terbentuk kekisi kristal ionik , mempunyai struktur ionik. Ini adalah garam, asas dan oksida amfoterik , bes, sebatian binari logam dengan bukan logam (hidrida, nitrida, dll.). Pada nod hablur ionik terdapat kation dan anion ringkas atau kompleks yang bercas bertentangan, disambungkan oleh ikatan ionik yang kuat (Rajah 5.7, b Disebabkan oleh kekuatan ikatan ionik, hablur ionik mempunyai kekerasan yang besar, tidak meruap dan tidak berbau, dan dicirikan oleh takat didih dan lebur yang tinggi. Pada suhu bilik bahan ionik mengalirkan elektrik dan haba dengan baik; larutan akueus

dan mencairkan mengalirkan arus elektrik (elektrolit). Bahan ionik dicirikan oleh kebolehubah bentuk dan kerapuhan yang lemah, kerana apabila ion disesarkan secara relatif antara satu sama lain, daya tolakan timbul antara ion yang bercas serupa. Bahan dengan bentuk ikatan logam kekisi kristal logam

(hablur logam), di mana (lihat Rajah 5.1) komunikasi disediakan oleh elektron bebas (gas elektron).

merkuri → logam alkali → logam alkali tanah →

→ logam keluarga d → tungsten.

Contoh 5.4.

Antara sebatian klorin dengan unsur tempoh ke-3, takat lebur terendah ialah:

Penyelesaian. Bahan yang diperlukan ialah SCl 2, kerana ia mempunyai kekisi kristal molekul (semua bahan lain adalah ionik). Kebanyakan pepejal mempunyai struktur kristal. Kekisi kristal

dibina daripada pengulangan unit struktur yang sama, individu untuk setiap kristal. Unit struktur ini dipanggil "sel unit". Dalam erti kata lain, kekisi kristal berfungsi sebagai pantulan struktur ruang pepejal.

Kekisi kristal boleh dikelaskan dalam cara yang berbeza. saya. Mengikut simetri hablur

kekisi dikelaskan kepada kubik, tetragonal, rombik, heksagon.

Klasifikasi ini mudah untuk menilai sifat optik kristal, serta aktiviti pemangkinnya. II. Dengan sifat zarah , terletak di nod kekisi dan mengikut jenis ikatan kimia terdapat perbezaan antara mereka kekisi hablur atom, molekul, ion dan logam

. Jenis ikatan dalam kristal menentukan perbezaan kekerasan, keterlarutan dalam air, magnitud haba larutan dan haba pelakuran, dan kekonduksian elektrik. Ciri penting kristal ialah tenaga kekisi kristal, – kJ/mol

tenaga yang mesti dibelanjakan untuk memusnahkan kristal yang diberikan.

Kekisi molekul Kristal molekul

terdiri daripada molekul yang dipegang pada kedudukan tertentu kekisi kristal oleh ikatan antara molekul yang lemah (daya van der Waals) atau ikatan hidrogen. Kekisi ini adalah ciri bahan dengan ikatan kovalen. Terdapat banyak bahan dengan kekisi molekul. ini bilangan yang besar

sebatian organik (gula, naftalena, dll.), air kristal (ais), karbon dioksida pepejal (“ais kering”), pepejal hidrogen halida, iodin, gas pepejal, termasuk yang mulia,

Tenaga kekisi kristal adalah minimum untuk bahan dengan molekul bukan kutub dan kutub rendah (CH 4, CO 2, dsb.).

Kekisi yang dibentuk oleh molekul yang lebih polar juga mempunyai tenaga kekisi kristal yang lebih tinggi. Kekisi dengan bahan yang membentuk ikatan hidrogen (H 2 O, NH 3) mempunyai tenaga yang paling tinggi.

Disebabkan oleh interaksi yang lemah antara molekul, bahan ini mudah meruap, boleh melebur, mempunyai kekerasan yang rendah, tidak mengalirkan arus elektrik (dielektrik) dan mempunyai kekonduksian terma yang rendah.

Dalam nod kekisi kristal atom terdapat atom-atom satu atau unsur yang berbeza yang disambungkan antara satu sama lain melalui ikatan kovalen di sepanjang ketiga-tiga paksi. begitu kristal yang juga dipanggil kovalen, bilangannya agak sedikit.

Contoh-contoh kristal jenis ini termasuk berlian, silikon, germanium, timah, serta kristal bahan kompleks seperti boron nitrida, aluminium nitrida, kuarza, dan silikon karbida. Semua bahan ini mempunyai kekisi seperti berlian.

Tenaga kekisi kristal dalam bahan tersebut secara praktikalnya bertepatan dengan tenaga ikatan kimia (200 – 500 kJ/mol). Ini menentukan sifat fizikalnya: kekerasan tinggi, takat lebur dan takat didih.

Sifat konduktif elektrik bagi kristal ini adalah berbeza-beza: berlian, kuarza, boron nitrida adalah dielektrik; silikon, germanium - semikonduktor; Timah kelabu logam mengalirkan elektrik dengan baik.

Dalam kristal dengan kekisi kristal atom, adalah mustahil untuk membezakan unit struktur yang berasingan. Keseluruhan kristal tunggal adalah satu molekul gergasi.

Kekisi ionik

Dalam nod kekisi ionik ion positif dan negatif silih berganti, di antaranya daya elektrostatik bertindak. Hablur ionik membentuk sebatian dengan ikatan ionik, contohnya, natrium klorida NaCl, kalium fluorida dan KF, dsb. Sebatian ionik juga mungkin termasuk ion kompleks, contohnya, NO 3 -, SO 4 2 -.

Kristal ionik juga merupakan molekul gergasi di mana setiap ion dipengaruhi dengan ketara oleh semua ion lain.

Tenaga kekisi kristal ionik boleh mencapai nilai yang ketara. Jadi, E (NaCl) = 770 kJ/mol, dan E (BeO) = 4530 kJ/mol.

Kristal ionik mempunyai takat lebur dan didih yang tinggi serta kekuatan yang tinggi, tetapi rapuh. Ramai daripada mereka mengalirkan elektrik dengan buruk pada suhu bilik (kira-kira dua puluh pesanan magnitud lebih rendah daripada logam), tetapi dengan peningkatan suhu peningkatan dalam kekonduksian elektrik diperhatikan.

Parut logam

Kristal logam berikan contoh struktur hablur termudah.

Ion logam dalam kekisi kristal logam boleh dianggap kira-kira dalam bentuk sfera. Dalam logam pepejal, bola ini dibungkus dengan ketumpatan maksimum, seperti yang ditunjukkan oleh ketumpatan ketara kebanyakan logam (dari 0.97 g/cm 3 untuk natrium, 8.92 g/cm 3 untuk tembaga hingga 19.30 g/cm 3 untuk tungsten dan emas ). Pembungkusan bola yang paling padat dalam satu lapisan ialah pembungkusan heksagon, di mana setiap bola dikelilingi oleh enam bola lain (dalam satah yang sama). Pusat mana-mana tiga bola bersebelahan membentuk segi tiga sama sisi.

Sifat logam seperti kemuluran dan kebolehtempaan yang tinggi menunjukkan kekurangan ketegaran dalam jeriji logam: satah mereka bergerak agak mudah berbanding satu sama lain.

Elektron valensi mengambil bahagian dalam pembentukan ikatan dengan semua atom dan bergerak bebas di seluruh isipadu sekeping logam. Ini ditunjukkan oleh nilai kekonduksian elektrik dan kekonduksian terma yang tinggi.

Dari segi tenaga kekisi kristal, logam menduduki kedudukan pertengahan antara kristal molekul dan kovalen. Tenaga kekisi kristal ialah:

Oleh itu, sifat fizik pepejal banyak bergantung kepada jenis ikatan kimia dan struktur.

Struktur dan sifat pepejal

Ciri-ciri	Kristal
logam	ionik	Molekul	atom
Contoh	K, Al, Cr, Fe	NaCl, KNO3	I 2, naftalena	berlian, kuarza
Zarah struktur	Ion positif dan elektron mudah alih	Kation dan anion	Molekul	Atom
Jenis ikatan kimia	logam	ionik	Dalam molekul – kovalen; antara molekul - daya van der Waals dan ikatan hidrogen	Antara atom - kovalen
t mencair	tinggi	tinggi	rendah	Sangat tinggi
takat didih	tinggi	tinggi	rendah	Sangat tinggi
Sifat mekanikal	Keras, mudah ditempa, likat	Keras, rapuh	Lembut	Sangat sukar
Kekonduksian elektrik	Panduan yang baik	Dalam bentuk pepejal - dielektrik; dalam cair atau larutan - konduktor	Dielektrik	Dielektrik (kecuali grafit)
Keterlarutan
dalam air	Tidak larut	Larut	Tidak larut	Tidak larut
dalam pelarut non-polar	Tidak larut	Tidak larut	Larut	Tidak larut

(Semua definisi, formula, graf dan persamaan tindak balas diberikan dalam rekod.)