Giv en definition af begrebet krystalgitter. Skoleleksikon

Det er ikke individuelle atomer eller molekyler, der indgår i kemiske interaktioner, men stoffer.

Vores opgave er at sætte os ind i stoffets struktur.

Ved lave temperaturer er stoffer i en stabil fast tilstand.

☼ Det hårdeste stof i naturen er diamant. Han betragtes som kongen af ​​alle ædelstene og ædelstene. Og selve navnet betyder "uopslidelig" på græsk. Diamanter er længe blevet set på som mirakuløse sten. Det blev antaget, at en person, der bærer diamanter, ikke kender mavesygdomme, ikke er påvirket af gift, bevarer sin hukommelse og et muntert humør indtil alderdommen og nyder kongelig gunst.

☼ En diamant, der har været udsat for smykkebearbejdning - skæring, polering - kaldes en diamant.

Ved smeltning forstyrres partiklernes rækkefølge som følge af termiske vibrationer, de bliver mobile, mens den kemiske bindings natur ikke forstyrres. Der er således ingen grundlæggende forskelle mellem faste og flydende tilstande.

Væsken opnår fluiditet (dvs. evnen til at tage form af et kar).

Flydende krystaller

Flydende krystaller blev opdaget i slutningen af ​​det 19. århundrede, men er blevet undersøgt i de sidste 20-25 år. Mange displayenheder med moderne teknologi, for eksempel nogle elektroniske ure og minicomputere, fungerer på flydende krystaller.

Generelt lyder ordene "flydende krystaller" ikke mindre usædvanlige end "varm is". Men i virkeligheden kan is også være varm, fordi... ved et tryk på mere end 10.000 atm. vandis smelter ved temperaturer over 200 0 C. Det usædvanlige ved kombinationen "flydende krystaller" er, at den flydende tilstand angiver strukturens mobilitet, og krystallen indebærer streng orden.

Hvis et stof består af polyatomiske molekyler med en langstrakt eller lamelformet form og har en asymmetrisk struktur, så når det smelter, er disse molekyler orienteret på en bestemt måde i forhold til hinanden (deres lange akser er parallelle). I dette tilfælde kan molekylerne bevæge sig frit parallelt med sig selv, dvs. systemet opnår egenskaben fluiditet, der er karakteristisk for en væske. Samtidig bevarer systemet en ordnet struktur, som bestemmer de karakteristiske egenskaber for krystaller.

Den høje mobilitet af en sådan struktur gør det muligt at kontrollere den gennem meget svage påvirkninger (termisk, elektrisk osv.), dvs. målrettet ændre et stofs egenskaber, herunder optiske, med meget lille energiforbrug, hvilket er det, der bruges i moderne teknologi.

Typer af krystalgitre

Ethvert kemisk stof dannes af et stort antal identiske partikler, der er indbyrdes forbundne.

Ved lave temperaturer, når termisk bevægelse er vanskelig, er partiklerne strengt orienteret i rum og form krystalgitter.

Krystalgitter – Denne struktur med et geometrisk korrekt arrangement af partikler i rummet.

I selve krystalgitteret skelnes noder og internodalt rum.

Det samme stof afhængigt af forholdene (s, t,...) eksisterer i forskellige krystallinske former (dvs. de har forskellige krystalgitre) - allotrope modifikationer, der adskiller sig i egenskaber.

For eksempel er fire modifikationer af kulstof kendt: grafit, diamant, carbyne og lonsdaleite.

☼ Den fjerde variant af krystallinsk kulstof, "lonsdaleite", er lidt kendt. Den blev opdaget i meteoritter og opnået kunstigt, og dens struktur studeres stadig.

☼ Sod, koks og trækul blev klassificeret som amorfe kulstofpolymerer. Det er dog nu blevet kendt, at der også er tale om krystallinske stoffer.

☼ Forresten blev der fundet skinnende sorte partikler i soden, som blev kaldt "spejlkulstof". Spejlkulstof er kemisk inert, varmebestandigt, uigennemtrængeligt for gasser og væsker, har en glat overflade og er absolut kompatibel med levende væv.

☼ Navnet grafit kommer fra det italienske "graffito" - jeg skriver, jeg tegner. Grafit er en mørkegrå krystal med en svag metallisk glans og har et lagdelt gitter. Individuelle lag af atomer i en grafitkrystal, forbundet med hinanden relativt svagt, er let adskilt fra hinanden.

TYPER AF KRYSTALLISTER

	ionisk			metal
Hvad er der i krystalgitterets noder, strukturel enhed	ioner	atomer	molekyler	atomer og kationer
Type kemisk binding mellem partikler i knudepunktet	ionisk		kovalent: polær og ikke-polær	metal
Interaktionskræfter mellem krystalpartikler	elektrostatisk logisk	kovalent	intermolekylær- ny	elektrostatisk logisk
Fysiske egenskaber på grund af krystalgitteret	· Tiltrækningskræfterne mellem ioner er stærke, · T pl. (ildfast), · let opløses i vand, · smelter og opløsning leder elektrisk strøm,	ikke-flygtig (ingen lugt) · kovalente bindinger mellem atomer er store, · T pl. · smelten leder ikke elektrisk strøm	· tiltrækningskræfterne mellem molekyler er små, · T pl. ↓, nogle er opløselige i vand, · har en flygtig lugt	· interaktionskræfter er store, · T pl. , Høj varme og elektrisk ledningsevne
Et stofs aggregerede tilstand under normale forhold	hård	hård	hård, gasformig flydende	hård, væske (N g)
Eksempler	de fleste salte, alkalier, oxider af typiske metaller	C (diamant, grafit), Si, Ge, B, SiO 2, CaC 2, SiC (carborundum), BN, Fe 3 C, TaC (t pl. =3800 0 C) Rød og sort fosfor. Oxider af nogle metaller.	alle gasser, væsker, de fleste ikke-metaller: inerte gasser, halogener, H 2, N 2, O 2, O 3, P 4 (hvid), S 8. Hydrogenforbindelser af ikke-metaller, oxider af ikke-metaller: H 2 O, CO 2 "tøris". De fleste organiske forbindelser.	Metaller, legeringer

Hvis krystalvæksthastigheden er lav ved afkøling, dannes en glasagtig tilstand (amorf).

1. Forholdet mellem et grundstofs position i det periodiske system og krystalgitteret af dets simple stof.

Der er et tæt forhold mellem et grundstofs position i det periodiske system og krystalgitteret af dets tilsvarende grundstofstof.

		gruppe
				III				VII	VIII
n e r Og O d								H 2
						N 2	O2	F 2
	III					P 4	S 8	Cl2
								BR 2
								jeg 2
Type krystalgitter		metal					atomar	molekylær

De simple stoffer i de resterende elementer har et metallisk krystalgitter.

FIKSNING

Studer forelæsningsmaterialet og besvar følgende spørgsmål skriftligt i din notesbog:

1. Hvad er et krystalgitter?
2. Hvilke typer krystalgitre findes?
3. Karakteriser hver type krystalgitter i henhold til planen: Hvad er der i krystalgitterets noder, strukturel enhed → Type kemisk binding mellem nodens partikler → Interaktionskræfter mellem krystallens partikler → Fysiske egenskaber på grund af krystallen gitter → Aggregeret tilstand af stoffet under normale forhold → Eksempler

Fuldfør opgaver om dette emne:

1. Hvilken type krystalgitter har følgende stoffer, der er meget brugt i hverdagen: vand, eddikesyre (CH 3 COOH), sukker (C 12 H 22 O 11), kaliumgødning (KCl), flodsand (SiO 2) - smeltning punkt 1710 0 C , ammoniak (NH 3), bordsalt? Lav en generel konklusion: ud fra hvilke egenskaber ved et stof kan man bestemme typen af ​​dets krystalgitter?
2. Ved hjælp af formlerne for de givne stoffer: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - bestem typen af ​​krystalgitter (ionisk, molekylær) for hver forbindelse og beskriv ud fra dette de fysiske egenskaber for hvert af de fire stoffer .
   
3. Træner nr. 1. "Krystalgitter"
   
4. Træner nr. 2. "Testopgaver"
   
5. Test (selvkontrol):

1) Stoffer, der har et molekylært krystalgitter, som regel:

en). ildfast og meget opløseligt i vand
b). smeltelig og flygtig
V). Solid og elektrisk ledende
G). Termisk ledende og plastik

2) Begrebet "molekyle" ikke gældende i forhold til et stofs strukturelle enhed:

en). vand

b). ilt

V). diamant

G). ozon

3) Det atomare krystalgitter er karakteristisk for:

en). aluminium og grafit

b). svovl og jod

V). siliciumoxid og natriumchlorid

G). diamant og bor

4) Hvis et stof er meget opløseligt i vand, har et højt smeltepunkt og er elektrisk ledende, så er dets krystalgitter:

EN). molekylær

b). atomar

V). ionisk

G). metal

Detaljer Kategori: Molekylær-kinetisk teori Udgivet 14-11-2014 17:19 Visninger: 14960

I faste stoffer er partikler (molekyler, atomer og ioner) placeret så tæt på hinanden, at vekselvirkningskræfterne mellem dem ikke tillader dem at flyve fra hinanden. Disse partikler kan kun udføre oscillerende bevægelser omkring ligevægtspositionen. Derfor bevarer faste stoffer deres form og volumen.

Baseret på deres molekylære struktur opdeles faste stoffer i krystallinsk Og amorf .

Struktur af krystallinske legemer

Krystalgitter

Krystallinske er de faste stoffer, molekyler, atomer eller ioner, hvori de er arrangeret i en strengt defineret geometrisk rækkefølge, og danner en struktur i rummet kaldet krystalgitter . Denne rækkefølge gentages periodisk i alle retninger i det tredimensionelle rum. Det holder sig over lange afstande og er ikke begrænset i plads. De ringer til ham på lang vej .

Typer af krystalgitre

Et krystalgitter er en matematisk model, der kan bruges til at forestille sig, hvordan partikler er arrangeret i en krystal. Mentalt forbinder de punkter i rummet, hvor disse partikler er placeret, med lige linjer, får vi et krystalgitter.

Afstanden mellem atomer placeret på stederne af dette gitter kaldes gitter parameter .

Afhængigt af hvilke partikler der er placeret ved knudepunkterne, er krystalgitre molekylære, atomære, ioniske og metalliske .

Egenskaberne af krystallinske legemer såsom smeltepunkt, elasticitet og styrke afhænger af typen af ​​krystalgitter.

Når temperaturen stiger til en værdi, hvor smeltningen af ​​et fast stof begynder, ødelægges krystalgitteret. Molekylerne får mere frihed, og det faste krystallinske stof går over i væskestadiet. Jo stærkere bindinger mellem molekyler, jo højere smeltepunkt.

Molekylært gitter

I molekylære gitter er bindingerne mellem molekyler ikke stærke. Derfor er sådanne stoffer under normale forhold i flydende eller gasformig tilstand. Den faste tilstand er kun mulig for dem ved lave temperaturer. Deres smeltepunkt (overgang fra fast til flydende) er også lavt. Og under normale forhold er de i en gasformig tilstand. Eksempler er jod (I 2), "tøris" (kuldioxid CO 2).

Atomgitter

I stoffer, der har et atomisk krystalgitter, er bindingerne mellem atomer stærke. Derfor er stofferne i sig selv meget hårde. De smelter ved høje temperaturer. Silicium, germanium, bor, kvarts, oxider af nogle metaller og det hårdeste stof i naturen, diamant, har et krystallinsk atomgitter.

Ionisk gitter

Stoffer med ionisk krystalgitter omfatter alkalier, de fleste salte og oxider af typiske metaller. Da ioners tiltrækningskraft er meget stærk, kan disse stoffer kun smelte ved meget høje temperaturer. De kaldes ildfaste. De har høj styrke og hårdhed.

Metal grill

Ved metalgitterets noder, som alle metaller og deres legeringer har, er både atomer og ioner placeret. Takket være denne struktur har metaller god formbarhed og duktilitet, høj termisk og elektrisk ledningsevne.

Oftest er krystalformen et regulært polyeder. Flader og kanter af sådanne polyedre forbliver altid konstante for et bestemt stof.

En enkelt krystal kaldes enkelt krystal . Det har en regelmæssig geometrisk form, et kontinuerligt krystalgitter.

Eksempler på naturlige enkeltkrystaller er diamant, rubin, bjergkrystal, stensalt, islandsspat, kvarts. Under kunstige forhold opnås enkeltkrystaller gennem krystallisationsprocessen, når der ved afkøling af opløsninger eller smeltning til en bestemt temperatur isoleres et fast stof i form af krystaller fra dem. Med en langsom krystallisationshastighed har udskæringen af ​​sådanne krystaller en naturlig form. På denne måde, under særlige industrielle forhold, opnås enkeltkrystaller af halvledere eller dielektriske stoffer.

Små krystaller, der er tilfældigt smeltet sammen, kaldes polykrystaller . Det klareste eksempel på en polykrystal er granitsten. Alle metaller er også polykrystallinske.

Anisotropi af krystallinske legemer

I krystaller er partikler placeret med forskellige tætheder i forskellige retninger. Hvis vi forbinder atomer i en af ​​retningerne af krystalgitteret med en lige linje, så vil afstanden mellem dem være den samme i hele denne retning. I enhver anden retning er afstanden mellem atomerne også konstant, men dens værdi kan allerede afvige fra afstanden i det foregående tilfælde. Det betyder, at interaktionskræfter af forskellig størrelse virker mellem atomer i forskellige retninger. Derfor vil stoffets fysiske egenskaber i disse retninger også være forskellige. Dette fænomen kaldes anisotropi - afhængighed af stoffets egenskaber af retning.

Elektrisk ledningsevne, termisk ledningsevne, elasticitet, brydningsindeks og andre egenskaber af et krystallinsk stof varierer afhængigt af retningen i krystallen. Elektrisk strøm ledes forskelligt i forskellige retninger, stoffet opvarmes forskelligt, og lysstråler brydes forskelligt.

I polykrystaller observeres fænomenet anisotropi ikke. Stoffets egenskaber forbliver de samme i alle retninger.

Når man udfører mange fysiske og kemiske reaktioner, går et stof over i en fast aggregeringstilstand. I dette tilfælde har molekyler og atomer en tendens til at arrangere sig selv i en sådan rumlig rækkefølge, hvor kræfterne til interaktion mellem stofpartikler ville være maksimalt afbalanceret. Sådan opnås styrken af ​​det faste stof. Atomer, når de indtager en bestemt position, udfører små oscillerende bevægelser, hvis amplitude afhænger af temperaturen, men deres position i rummet forbliver fast. Tiltræknings- og frastødningskræfterne balancerer hinanden i en vis afstand.

Moderne ideer om stoffets struktur

Moderne videnskab siger, at et atom består af en ladet kerne, som bærer en positiv ladning, og elektroner, som bærer negative ladninger. Med en hastighed på flere tusinde billioner omdrejninger i sekundet roterer elektroner i deres baner og skaber en elektronsky omkring kernen. Den positive ladning af kernen er numerisk lig med den negative ladning af elektronerne. Således forbliver stoffets atom elektrisk neutralt. Mulige interaktioner med andre atomer opstår, når elektroner løsnes fra deres moderatom, hvorved den elektriske balance forstyrres. I et tilfælde er atomerne arrangeret i en bestemt rækkefølge, som kaldes et krystalgitter. I en anden, på grund af den komplekse interaktion mellem kerner og elektroner, kombineres de til molekyler af forskellige typer og kompleksitet.

Definition af krystalgitter

Tilsammen er forskellige typer af krystallinske gitter af stoffer netværk med forskellige rumlige orienteringer, ved hvilke knudepunkter ioner, molekyler eller atomer er placeret. Denne stabile geometriske rumlige position kaldes stoffets krystalgitter. Afstanden mellem noder i en krystalcelle kaldes identitetsperioden. De rumlige vinkler, hvor celleknuderne er placeret, kaldes parametre. Ifølge metoden til at konstruere bindinger kan krystalgitre være enkle, basecentrerede, ansigtscentrerede og kropscentrerede. Hvis stofpartiklerne kun er placeret i hjørnerne af parallelepipedet, kaldes et sådant gitter simpelt. Et eksempel på et sådant gitter er vist nedenfor:

Hvis stoffets partikler ud over knuderne er placeret i midten af ​​de rumlige diagonaler, så kaldes dette arrangement af partikler i stoffet et kropscentreret krystalgitter. Denne type er tydeligt vist på figuren.

Hvis der ud over knudepunkterne i gitterets spidser er en knude på det sted, hvor parallelepipedets imaginære diagonaler skærer hinanden, så har man en fladecentreret type gitter.

Typer af krystalgitre

De forskellige mikropartikler, der udgør et stof, bestemmer de forskellige typer af krystalgitre. De kan bestemme princippet om at bygge forbindelser mellem mikropartikler inde i en krystal. Fysiske typer af krystalgitre er ioniske, atomare og molekylære. Dette omfatter også forskellige typer metalkrystalgitre. Kemi studerer principperne for grundstoffernes indre struktur. Typerne af krystalgitter er præsenteret mere detaljeret nedenfor.

Ioniske krystalgitre

Disse typer af krystalgitre er til stede i forbindelser med en ionisk type binding. I dette tilfælde indeholder gittersteder ioner med modsatte elektriske ladninger. Takket være det elektromagnetiske felt er kræfterne af interionisk interaktion ret stærke, og dette bestemmer stoffets fysiske egenskaber. Fælles karakteristika er ildfasthed, tæthed, hårdhed og evnen til at lede elektrisk strøm. Ioniske typer af krystalgitre findes i stoffer som bordsalt, kaliumnitrat og andre.

Atomiske krystalgitre

Denne type struktur af stof er iboende i elementer, hvis struktur er bestemt af kovalente kemiske bindinger. Typer af krystalgitre af denne art indeholder individuelle atomer ved knuderne, forbundet med hinanden med stærke kovalente bindinger. Denne type binding opstår, når to identiske atomer "deler" elektroner og derved danner et fælles elektronpar for naboatomer. Takket være denne interaktion binder kovalente bindinger atomer jævnt og stærkt i en bestemt rækkefølge. Kemiske grundstoffer, der indeholder atomtyper af krystalgitre, er hårde, har et højt smeltepunkt, er dårlige ledere af elektricitet og er kemisk inaktive. Klassiske eksempler på elementer med en lignende indre struktur omfatter diamant, silicium, germanium og bor.

Molekylære krystalgitre

Stoffer, der har en molekylær type krystalgitter, er et system af stabile, interagerende, tætpakkede molekyler, der er placeret ved krystalgitterets noder. I sådanne forbindelser bevarer molekylerne deres rumlige position i de gasformige, flydende og faste faser. Ved krystallens knudepunkter holdes molekyler sammen af ​​svage van der Waals-kræfter, som er titusinder af gange svagere end de ioniske interaktionskræfter.

De molekyler, der danner en krystal, kan enten være polære eller upolære. På grund af den spontane bevægelse af elektroner og vibrationer af kerner i molekyler, kan den elektriske ligevægt skifte - sådan opstår et øjeblikkeligt elektrisk dipolmoment. Passende orienterede dipoler skaber tiltrækningskræfter i gitteret. Kuldioxid og paraffin er typiske eksempler på grundstoffer med et molekylært krystalgitter.

Metal krystal gitter

En metalbinding er mere fleksibel og duktil end en ionbinding, selvom det kan se ud til, at begge er baseret på samme princip. Typerne af krystalgitre af metaller forklarer deres typiske egenskaber - såsom mekanisk styrke, termisk og elektrisk ledningsevne og smelteevne.

Et karakteristisk træk ved et metalkrystalgitter er tilstedeværelsen af ​​positivt ladede metalioner (kationer) på stederne i dette gitter. Mellem noderne er der elektroner, der er direkte involveret i at skabe et elektrisk felt omkring gitteret. Antallet af elektroner, der bevæger sig rundt i dette krystalgitter, kaldes elektrongas.

I mangel af et elektrisk felt udfører frie elektroner kaotisk bevægelse, der tilfældigt interagerer med gitterioner. Hver sådan interaktion ændrer den negativt ladede partikels momentum og bevægelsesretning. Med deres elektriske felt tiltrækker elektroner kationer til sig selv, og balancerer deres gensidige frastødning. Selvom elektroner betragtes som frie, er deres energi ikke nok til at forlade krystalgitteret, så disse ladede partikler er konstant inden for dets grænser.

Tilstedeværelsen af ​​et elektrisk felt giver elektrongassen yderligere energi. Forbindelsen med ioner i metallers krystalgitter er ikke stærk, så elektroner forlader let sine grænser. Elektroner bevæger sig langs kraftlinjer og efterlader positivt ladede ioner.

Konklusioner

Kemi lægger stor vægt på studiet af stoffets indre struktur. Typerne af krystalgitre af forskellige elementer bestemmer næsten hele rækken af ​​deres egenskaber. Ved at påvirke krystaller og ændre deres indre struktur er det muligt at forbedre et stofs ønskede egenskaber og fjerne uønskede og omdanne kemiske grundstoffer. At studere den omgivende verdens indre struktur kan således hjælpe med at forstå essensen og principperne for universets struktur.

Ethvert stof i naturen består som bekendt af mindre partikler. De er til gengæld forbundet og danner en bestemt struktur, som bestemmer egenskaberne af et bestemt stof.

Atomisk er karakteristisk og forekommer ved lave temperaturer og højt tryk. Faktisk er det netop takket være dette, at metaller og en række andre materialer får deres karakteristiske styrke.

Strukturen af ​​sådanne stoffer på molekylært niveau ligner et krystalgitter, hvor hvert atom er forbundet med sin nabo af den stærkeste forbindelse, der findes i naturen - en kovalent binding. Alle de mindste elementer, der danner strukturerne, er arrangeret på en ordnet måde og med en vis periodicitet. Det atomare krystalgitter, der repræsenterer et gitter i hjørnerne af hvilke atomer er placeret, altid omgivet af det samme antal satellitter, ændrer praktisk talt ikke sin struktur. Det er velkendt, at strukturen af ​​et rent metal eller en legering kun kan ændres ved at opvarme det. I dette tilfælde, jo højere temperatur, jo stærkere bindinger i gitteret.

Med andre ord er det atomare krystalgitter nøglen til materialers styrke og hårdhed. Det er dog værd at overveje, at arrangementet af atomer i forskellige stoffer også kan variere, hvilket igen påvirker graden af ​​styrke. Så for eksempel diamant og grafit, som indeholder det samme kulstofatom, er ekstremt forskellige fra hinanden med hensyn til styrke: Diamant er på Jorden, men grafit kan eksfoliere og knække. Faktum er, at i krystalgitteret af grafit er atomer arrangeret i lag. Hvert lag ligner en honningkage, hvor kulstofatomerne er temmelig løst forbundet. Denne struktur forårsager lagdelt smuldring af blyantledninger: når de er brudt, skaller dele af grafitten simpelthen af. En anden ting er diamant, hvis krystalgitter består af exciterede carbonatomer, det vil sige dem, der er i stand til at danne 4 stærke bindinger. Det er simpelthen umuligt at ødelægge et sådant led.

Krystalgitre af metaller har desuden visse egenskaber:

1. Gitterperiode- en størrelse, der bestemmer afstanden mellem centrene af to tilstødende atomer, målt langs kanten af ​​gitteret. Den almindeligt accepterede betegnelse adskiller sig ikke fra den i matematik: a, b, c er henholdsvis længden, bredden, højden af ​​gitteret. Det er klart, at figurens dimensioner er så små, at afstanden måles i de mindste måleenheder - en tiendedel nanometer eller angststrømme.

2. K - koordinationsnummer. En indikator, der bestemmer pakningstætheden af ​​atomer inden for et enkelt gitter. Følgelig er dens tæthed større, jo højere tallet K er. Faktisk repræsenterer denne figur antallet af atomer, der er så tæt som muligt og i lige stor afstand fra det atom, der undersøges.

3. Gitterbasis. Også en størrelse, der karakteriserer densiteten af ​​gitteret. Repræsenterer det samlede antal atomer, der hører til den bestemte celle, der undersøges.

4. Kompakthedsfaktor målt ved at beregne det samlede rumfang af gitteret divideret med det rumfang, der er optaget af alle atomerne i det. Ligesom de to foregående afspejler denne værdi tætheden af ​​det gitter, der undersøges.

Vi har kun overvejet nogle få stoffer, der har et atomisk krystalgitter. I mellemtiden er der rigtig mange af dem. På trods af sin store mangfoldighed omfatter det krystallinske atomgitter enheder, der altid er forbundet med midler (polære eller ikke-polære). Derudover er sådanne stoffer praktisk talt uopløselige i vand og er kendetegnet ved lav varmeledningsevne.

I naturen er der tre typer krystalgitre: kropscentreret kubisk, ansigtscentreret kubisk og tætpakket sekskantet.

Dannelsen af ​​molekyler fra atomer fører til en gevinst i energi, da den molekylære tilstand under normale forhold er mere stabil end atomtilstanden.

For at overveje dette emne skal du vide:

Elektronegativitet er et atoms evne til at flytte et fælles elektronpar mod sig selv. (Det mest elektronegative grundstof er fluor.)

Krystalgitter - et tredimensionelt ordnet arrangement af partikler.

Der er tre hovedtyper af kemiske bindinger: kovalente, ioniske og metalliske.

Metalforbindelse karakteristisk for metaller, der indeholder et lille antal elektroner på det ydre energiniveau (1 eller 2, sjældnere 3). Disse elektroner mister let kontakten med kernen og bevæger sig frit gennem hele metalstykket og danner en "elektronsky" og giver kommunikation med de positivt ladede ioner, der dannes efter at elektronerne er fjernet. Krystalgitteret er metal. Dette bestemmer de fysiske egenskaber af metaller: høj termisk og elektrisk ledningsevne, formbarhed og duktilitet, metallisk glans.

Kovalent binding dannes på grund af et fælles elektronpar af ikke-metalatomer, hvor hver af dem opnår en stabil konfiguration af et atom af et inert grundstof.

Hvis en binding er dannet af atomer med samme elektronegativitet, det vil sige forskellen i elektronegativitet af to atomer er nul, er elektronparret placeret symmetrisk mellem de to atomer og bindingen kaldes kovalent upolær.

Hvis en binding dannes af atomer med forskellig elektronegativitet, og forskellen i elektronegativitet mellem de to atomer ligger i området fra nul til cirka to (oftest er disse forskellige ikke-metaller), så flyttes det delte elektronpar til det mere elektronegativt element. En delvis negativ ladning (negativ pol af molekylet) vises på den, og en delvis positiv ladning (positiv pol af molekylet) vises på det andet atom. Denne forbindelse kaldes kovalent polær.

Hvis en binding er dannet af atomer med forskellig elektronegativitet, og forskellen i elektronegativitet af to atomer er mere end to (oftest er det et ikke-metal og et metal), så antages det, at elektronen er fuldstændigt overført til ikke -metalatom. Som et resultat bliver dette atom en negativt ladet ion. Et atom, der donerer en elektron, er en positivt ladet ion. Bindingen mellem ioner kaldes ionbinding.

Forbindelser med kovalente bindinger har to typer krystalgitre: atomare og molekylære.

I et atomisk krystalgitter indeholder knuderne atomer forbundet med stærke kovalente bindinger. Stoffer med et sådant krystalgitter har høje smeltepunkter, er stærke og hårde og er praktisk talt uopløselige i væsker. for eksempel diamant, fast bor, silicium, germanium og forbindelser af visse grundstoffer med kulstof og silicium.

I et molekylært krystalgitter indeholder knuderne molekyler forbundet af svage intermolekylære interaktioner.

Stoffer med et sådant gitter har lav hårdhed og lave smeltepunkter, er uopløselige eller svagt opløselige i vand, og opløsninger leder praktisk talt ikke elektrisk strøm. For eksempel is, fast carbonmonoxid (IV) faste hydrogenhalogenider, simple faste stoffer dannet af en-(ædelgasser), to- (F 2, Cl 2, Br 2, I 2, H 2, O 2, N 2) , tre-(O3), fire-(P4), otte-(S8) atommolekyler. De fleste krystallinske organiske forbindelser har et molekylært gitter. Forbindelser med ionbindinger har et ionisk krystalgitter, i hvis noder positivt og negativt ladede ioner veksler. Stoffer med et ionisk gitter ildfast og lavt flygtigt,

De har relativt høj hårdhed, men er skøre. Smelter og vandige opløsninger af salte og alkalier leder elektrisk strøm.

Eksempler på opgaver

1. I hvilket molekyle er den kovalente binding "grundstof - oxygen" mest polær?

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

Polariteten af ​​en binding bestemmes af forskellen i elektronegativitet mellem to atomer (i dette tilfælde et grundstof og oxygen). Svovl, nitrogen og klor er placeret ved siden af ​​ilt, derfor afviger deres elektronegativitet lidt. Og kun brint er placeret i en afstand fra ilt, hvilket betyder, at forskellen i elektronegativitet vil være stor, og bindingen vil være den mest polære.

Svar: 4)

2. Hydrogenbindinger dannes mellem molekyler

1) methanol 2) methanal 3) acetylen 4) methylformiat

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

Acetylen indeholder ingen stærkt elektronegative grundstoffer overhovedet. Methanal H 2 CO og methylformiat HCOOCH 3 indeholder ikke hydrogen forbundet til et stærkt elektronegativt grundstof. Brinten i dem er kombineret med kulstof. Men i methanol CH 3 OH kan der dannes en hydrogenbinding mellem hydrogenatomet i en hydroxogruppe og oxygenatomet i et andet molekyle.

Svar: 1)