En forbindelse, der har et ionisk krystalgitter. Typer af krystalgitre

Som under normale forhold er en gas, bliver ved en temperatur på -194 °C til en blå væske, og ved en temperatur på -218,8ºC hærder den til en snelignende masse bestående af blå krystaller.

I dette afsnit vil vi se på, hvordan kemiske bindingers egenskaber påvirker faste stoffers egenskaber. Temperaturområdet for eksistensen af ​​et stof i fast tilstand bestemmes af dets koge- og smeltepunkter. Faste stoffer opdeles i krystallinske og amorfe.
Amorfe stoffer har ikke et klart smeltepunkt - når de opvarmes, blødgøres de gradvist og bliver til en flydende tilstand. I en amorf tilstand er der for eksempel plasticin eller forskellige harpikser.

Krystallinske stoffer er kendetegnet ved det korrekte arrangement af de partikler, som de er sammensat af: atomer, molekyler og ioner. - på strengt definerede punkter i rummet. Når disse punkter er forbundet med rette linjer, dannes der en rumlig ramme, som kaldes et krystalgitter. De punkter, hvor krystalpartikler er placeret, kaldes gitter.

Noderne i et imaginært gitter kan indeholde ioner, atomer og molekyler. Disse partikler udfører oscillerende bevægelser. Med stigende temperatur øges rækkevidden af ​​disse svingninger, hvilket som regel fører til termisk udvidelse af legemer.

Afhængigt af typen af ​​partikler, der er placeret ved krystalgitterets noder og arten af ​​forbindelsen mellem dem, skelnes der mellem fire typer krystalgitter: ioniske, atomære, molekylære og metalliske (tabel 6).

De simple stoffer i de resterende elementer, der ikke er vist i tabel 6, har et metalgitter.

Ioniske krystalgitre er dem, hvis noder indeholder ioner. De er dannet af stoffer med ionbindinger, som kan binde både simple Na+, Cl- ioner og komplekse SO 2- 4, OH- ioner. Følgelig har ioniske krystalgitre salte, nogle oxider og hydroxider af metaller, det vil sige de stoffer, hvori der findes en ionisk kemisk binding. For eksempel er en natriumchloridkrystal bygget af skiftevis positive Na+ og negative Cl-ioner, der danner et terningformet gitter. Bindingerne mellem ioner i en sådan krystal er meget stabile. Derfor har stoffer med ionisk sigte relativt høj hårdhed og styrke, de er ildfaste og ikke-flygtige.

Atomgitre hældes i krystalgitre, i hvis knudepunkter der er individuelle atomer. I sådanne gitter er atomerne forbundet med hinanden med meget stærke kovalente bindinger. Et eksempel på stoffer med denne type krystalgitter er diamant, en af ​​de allotropiske modifikationer af kulstof.

Antallet af stoffer med et atomisk krystalgitter er ikke særlig stort. Disse omfatter krystallinsk bor, silicium og germanium, såvel som komplekse stoffer, for eksempel dem, der indeholder siliciumoxid (IV) - SlO2: silica, kvarts, sand, bjergkrystal.

De fleste stoffer med et atomisk krystalgitter har meget høje smeltepunkter (for diamant er det for eksempel over 3500 ºС), de er stærke og hårde, praktisk talt uopløselige.

Molekylær er krystalgitre, hvori molekyler er placeret ved knuderne. De kemiske bindinger i disse molekyler kan være polære eller ikke-polære. På trods af at atomerne inde i molekylerne er forbundet med meget stærke kovalente bindinger, virker svage molekylære tiltrækningskræfter mellem molekylerne selv. Derfor har stoffer med molekylære krystalgitre lav hårdhed, lave smeltepunkter og er flygtige.

Eksempler på stoffer med molekylære krystalgitre er fast vand - is, fast kulilte (IV) - "tøris", fast hydrogenchlorid og svovlbrinte, faste simple stoffer dannet af en- (ædelgasser), to-, tre- ( O3), fire- (P4). otte-atomare molekyler. De fleste faste organiske forbindelser har molekylære krystalgitre (naphthalen, glucose, sukker).
Stoffer med metalliske bindinger har metalliske krystalgitre. På stederne af sådanne gitter er der atomer og ioner (enten atomer eller ioner, som metalatomer let bliver til, og afgiver deres ydre elektroner til almindelig brug). Denne interne struktur af metaller bestemmer deres karakteristiske fysiske egenskaber: formbarhed, duktilitet, elektrisk og termisk ledningsevne, karakteristisk metallisk glans.

For stoffer med en molekylær struktur er loven om sammensætningens konstanthed, opdaget af den franske kemiker J. L. Proust (1799-1803), gyldig. I øjeblikket er denne lov formuleret som følger: "Molekylære kemiske forbindelser, uanset metoden til deres fremstilling, har en konstant sammensætning og egenskaber. Prousts lov er en af ​​kemiens grundlæggende love. Men for stoffer med en ikke-molekylær struktur, for eksempel ioniske, er denne lov ikke altid sand.

1. Stoffets faste, flydende og gasformige tilstand.

2. Faste stoffer: amorfe og krystallinske.

3. Krystalgitre: atomare, ioniske, metalliske og molekylære.

4. Lov om kompositionens konstanthed.

Hvilke egenskaber ved naphthalen ligger til grund for dets anvendelse til at beskytte uldprodukter mod møl?
Hvilke kvaliteter ved amorfe kroppe er anvendelige til at identificere individuelle menneskers karaktertræk?

Hvorfor blev aluminium, opdaget af den danske videnskabsmand K. H. Ørsted i 1825, i lang tid klassificeret som et ædelmetal?

Husk arbejdet fra A. Belyaev "The Air Seller" og karakteriser egenskaberne af fast ilt ved hjælp af dens beskrivelse givet i bogen.
Hvorfor varierer smeltepunktet for metaller over et meget bredt område? For at forberede et svar på dette spørgsmål, brug yderligere litteratur.

Hvorfor går et siliciumprodukt i stykker ved stød, mens et blyprodukt kun flader ud? I hvilke af disse tilfælde nedbrydes den kemiske binding, og i hvilke gør den ikke? Hvorfor?

Lektionens indhold lektionsnotater understøttende frame lektion præsentation acceleration metoder interaktive teknologier Praksis opgaver og øvelser selvtest workshops, træninger, cases, quests lektier diskussion spørgsmål retoriske spørgsmål fra elever Illustrationer lyd, videoklip og multimedier fotografier, billeder, grafik, tabeller, diagrammer, humor, anekdoter, vittigheder, tegneserier, lignelser, ordsprog, krydsord, citater Tilføjelser abstracts artikler tricks for de nysgerrige krybber lærebøger grundlæggende og yderligere ordbog over begreber andet Forbedring af lærebøger og lektionerrette fejl i lærebogen opdatering af et fragment i en lærebog, elementer af innovation i lektionen, udskiftning af forældet viden med ny Kun for lærere perfekte lektioner kalenderplan for året; Integrerede lektioner

Et af de mest almindelige materialer, som folk altid har foretrukket at arbejde med, har været metal. I hver æra blev der givet fortrinsret til forskellige typer af disse fantastiske stoffer. Således betragtes IV-III årtusinde f.Kr. som den kalkolitiske eller kobberalder. Senere erstattes den af ​​bronze, og så træder den, der stadig er aktuel i dag, i kraft - jern.

I dag er det generelt svært at forestille sig, at det engang var muligt at undvære metalprodukter, fordi næsten alt, fra husholdningsartikler, medicinske instrumenter til tungt og let udstyr, består af dette materiale eller inkluderer individuelle dele fra det. Hvorfor lykkedes det metaller at opnå en sådan popularitet? Lad os prøve at finde ud af, hvad funktionerne er, og hvordan dette er iboende i deres struktur.

Generelt begreb om metaller

"Kemi. 9. klasse" er en lærebog, der bruges af skolebørn. Det er her, metaller studeres i detaljer. Et stort kapitel er afsat til at overveje deres fysiske og kemiske egenskaber, fordi deres mangfoldighed er ekstremt stor.

Det er fra denne alder, at det anbefales at give børn en idé om disse atomer og deres egenskaber, fordi teenagere allerede fuldt ud kan forstå betydningen af ​​sådan viden. De ser udmærket, at mangfoldigheden af ​​genstande, maskiner og andre ting omkring dem er baseret på en metallisk natur.

Hvad er metal? Fra et kemisynspunkt klassificeres disse atomer normalt som dem, der har:

• lille på det ydre plan;
• udviser stærke genoprettende egenskaber;
• har en stor atomradius;
• Som simple stoffer har de en række specifikke fysiske egenskaber.

Grundlaget for viden om disse stoffer kan opnås ved at overveje metallers atom-krystallinske struktur. Det er dette, der forklarer alle disse forbindelsers egenskaber og egenskaber.

I det periodiske system er det meste af hele tabellen tildelt metaller, fordi de danner alle de sekundære undergrupper og de vigtigste fra den første til den tredje gruppe. Derfor er deres numeriske overlegenhed indlysende. De mest almindelige er:

• kalcium;
• natrium;
• titanium;
• jern;
• magnesium;
• aluminium;
• kalium.

Alle metaller har en række egenskaber, der gør, at de kan kombineres til én stor gruppe af stoffer. Til gengæld forklares disse egenskaber præcist af den krystallinske struktur af metaller.

Egenskaber af metaller

De pågældende stoffers specifikke egenskaber omfatter følgende.

1. Metallisk glans. Alle repræsentanter for simple stoffer har det, og de fleste er de samme Kun få (guld, kobber, legeringer) er forskellige.
2. Formbarhed og plasticitet - evnen til at deformere og komme sig ret nemt. Det kommer til udtryk i forskellig grad i forskellige repræsentanter.
3. Elektrisk og termisk ledningsevne er en af ​​de vigtigste egenskaber, der bestemmer anvendelsesområderne for metallet og dets legeringer.

Den krystallinske struktur af metaller og legeringer forklarer årsagen til hver af de angivne egenskaber og taler om deres sværhedsgrad i hver specifik repræsentant. Hvis du kender funktionerne i en sådan struktur, kan du påvirke prøvens egenskaber og justere den til de ønskede parametre, hvilket er, hvad folk har gjort i mange årtier.

Atomisk krystalstruktur af metaller

Hvad er denne struktur, hvad er den kendetegnet ved? Selve navnet antyder, at alle metaller er krystaller i fast tilstand, altså under almindelige forhold (undtagen kviksølv, som er en væske). Hvad er en krystal?

Dette er et konventionelt grafisk billede, der er konstrueret ved at skære imaginære linjer gennem atomerne, der stiller op i kroppen. Med andre ord består hvert metal af atomer. De er placeret i det ikke kaotisk, men meget korrekt og konsekvent. Så hvis du mentalt kombinerer alle disse partikler i en struktur, vil du få et smukt billede i form af en almindelig geometrisk krop af en eller anden form.

Dette er det, der almindeligvis kaldes et metals krystalgitter. Det er meget komplekst og rumligt omfangsrigt, derfor er det for nemheds skyld ikke vist det hele, men kun en del, en elementær celle. Et sæt af sådanne celler, samlet og reflekteret i og danner krystalgitre. Kemi, fysik og metallurgi er videnskaber, der studerer de strukturelle træk ved sådanne strukturer.

I sig selv er et sæt atomer, der er placeret i en vis afstand fra hinanden og koordinerer et strengt fast antal andre partikler omkring sig selv. Det er kendetegnet ved pakningstæthed, afstand mellem konstituerende strukturer og koordinationsnummer. Generelt er alle disse parametre karakteristika for hele krystallen og afspejler derfor de egenskaber, som metallet udviser.

Der er flere varianter De har alle et træk til fælles - knuderne indeholder atomer, og indeni er der en sky af elektrongas, som dannes af elektronernes frie bevægelse inde i krystallen.

Typer af krystalgitre

Fjorten varianter af gitterstruktur kombineres normalt i tre hovedtyper. De er som følger:

1. Kropscentreret kubisk.
2. Sekskantet tætpakket.
3. Ansigtscentreret kubisk.

Den krystallinske struktur af metaller blev først undersøgt, da det blev muligt at opnå billeder med høj forstørrelse. Og klassificeringen af ​​typer af gitter blev først givet af den franske videnskabsmand Bravais, ved hvis navn de undertiden kaldes.

Kropscentreret gitter

Strukturen af ​​krystalgitteret af metaller af denne type er følgende struktur. Dette er en terning med otte atomer ved sine knuder. En anden er placeret i midten af ​​cellens frie indre rum, hvilket forklarer navnet "kropscentreret".

Dette er en af ​​mulighederne for den enkleste struktur af enhedscellen, og derfor hele gitteret som helhed. Følgende metaller har denne type:

• molybdæn;
• vanadium;
• krom;
• mangan;
• alfa jern;
• betajern og andre.

De vigtigste egenskaber ved sådanne repræsentanter er en høj grad af formbarhed og duktilitet, hårdhed og styrke.

Ansigtscentreret gitter

Krystalstrukturen af ​​metaller med et fladecentreret kubisk gitter er følgende struktur. Dette er en terning, der indeholder fjorten atomer. Otte af dem danner gitterknuder, og yderligere seks er placeret, en på hver flade.

De har en lignende struktur:

• aluminium;
• nikkel;
• føre;
• gamma jern;
• kobber.

De vigtigste karakteristiske egenskaber er glans af forskellige farver, lethed, styrke, formbarhed, øget modstand mod korrosion.

Sekskantet gitter

Krystalstrukturen af ​​metaller med gitter er som følger. Enhedscellen er baseret på et sekskantet prisme. Der er 12 atomer ved dets noder, to mere ved baserne, og tre atomer ligger frit inde i rummet i midten af ​​strukturen. Der er sytten atomer i alt.

Metaller som:

• alfa titanium;
• magnesium;
• alfa kobolt;
• zink.

De vigtigste egenskaber er en høj grad af styrke, stærk sølvglans.

Fejl i metals krystalstruktur

Men alle typer celler, der tages i betragtning, kan også have naturlige mangler eller såkaldte defekter. Dette kan skyldes forskellige årsager: fremmede atomer og urenheder i metaller, ydre påvirkninger og så videre.

Derfor er der en klassificering, der afspejler de defekter, som krystalgitre kan have. Kemi som videnskab studerer hver af dem for at identificere årsagen og metoden til eliminering, så materialets egenskaber ikke ændres. Så manglerne er som følger.

1. Sted. De findes i tre hovedtyper: tomrum, urenheder eller dislokerede atomer. Fører til forringelse af metallets magnetiske egenskaber, dets elektriske og termiske ledningsevne.
2. Lineær eller dislokation. Der er kant og skrue. De forringer styrken og kvaliteten af ​​materialet.
3. Overfladefejl. Påvirker udseendet og strukturen af ​​metaller.

I øjeblikket er der udviklet metoder til at eliminere defekter og opnå rene krystaller. Det er dog ikke muligt helt at udrydde dem, et ideelt krystalgitter eksisterer ikke.

Vigtigheden af ​​viden om metallers krystallinske struktur

Ud fra ovenstående materiale er det indlysende, at viden om finstrukturen og strukturen gør det muligt at forudsige materialets egenskaber og påvirke dem. Og videnskaben om kemi giver dig mulighed for at gøre dette. 9. klassetrin på en almen uddannelsesskole lægger i læringsprocessen vægt på at udvikle en klar forståelse hos eleverne af vigtigheden af ​​den grundlæggende logiske kæde: sammensætning - struktur - egenskaber - anvendelse.

Oplysninger om den krystallinske struktur af metaller er meget tydeligt illustreret og giver læreren mulighed for tydeligt at forklare og vise børn, hvor vigtigt det er at kende den fine struktur for at kunne bruge alle egenskaberne korrekt og kompetent.

Side 1

Molekylære krystalgitre og de tilsvarende molekylære bindinger dannes overvejende i krystaller af de stoffer, i hvis molekyler bindingerne er kovalente. Ved opvarmning ødelægges bindingerne mellem molekyler let, hvorfor stoffer med molekylære gitter har lave smeltepunkter.  

Molekylære krystalgitre er dannet af polære molekyler, mellem hvilke der opstår interaktionskræfter, de såkaldte van der Waals-kræfter, som er af elektrisk natur. I det molekylære gitter danner de en ret svag binding. Is, naturligt svovl og mange organiske forbindelser har et molekylært krystalgitter.  

Det molekylære krystalgitter af jod er vist i fig. 3.17. De fleste krystallinske organiske forbindelser har et molekylært gitter.  

Noderne i et molekylært krystalgitter er dannet af molekyler. For eksempel har krystaller af brint, oxygen, nitrogen, ædelgasser, kuldioxid og organiske stoffer et molekylært gitter.  

Tilstedeværelsen af ​​et molekylært krystalgitter af den faste fase er årsagen til den ubetydelige adsorption af ioner fra moderluden og følgelig for den meget højere renhed af præcipitaterne sammenlignet med præcipitater karakteriseret ved en ionisk krystal. Da udfældning i dette tilfælde sker i det optimale surhedsgradsområde, som er forskelligt for de ioner, der udfældes af dette reagens, afhænger det af værdien af ​​de tilsvarende stabilitetskonstanter for komplekserne. Denne kendsgerning gør det muligt ved at justere surhedsgraden af ​​opløsningen at opnå selektiv og nogle gange endda specifik udfældning af visse ioner. Lignende resultater kan ofte opnås ved passende modifikation af donorgrupperne i organiske reagenser under hensyntagen til karakteristikaene af de kompleksdannende kationer, der udfældes.  

I molekylære krystalgitre observeres lokal anisotropi af bindinger, nemlig: intramolekylære kræfter er meget store sammenlignet med intermolekylære.  

I molekylære krystalgitre er molekyler placeret på gittersteder. De fleste kovalent bundne stoffer danner denne type krystal. Molekylære gitter danner fast brint, klor, kuldioxid og andre stoffer, der er gasformige ved almindelige temperaturer. Krystaller af de fleste organiske stoffer hører også til denne type. Der kendes således en masse stoffer med et molekylært krystalgitter.  

I molekylære krystalgitre er de konstituerende molekyler forbundet med hinanden ved hjælp af relativt svage van der Waals-kræfter, mens atomerne i molekylet er forbundet med meget stærkere kovalente bindinger. Derfor bevarer molekylerne i sådanne gitter deres individualitet og optager ét sted i krystalgitteret. Substitution her er mulig, hvis molekylerne er ens i form og størrelse. Da kræfterne, der forbinder molekyler, er relativt svage, er grænserne for substitution her meget bredere. Som Nikitin viste, kan atomer af ædelgasser isomorf erstatte molekyler af CO2, SO2, CH3COCH3 og andre i disse stoffers gitter. Ligheden mellem den kemiske formel er ikke nødvendig her.  

I molekylære krystalgitre er molekyler placeret på gittersteder. De fleste kovalent bundne stoffer danner denne type krystal. Molekylære gitter danner fast brint, klor, kuldioxid og andre stoffer, der er gasformige ved almindelige temperaturer. Krystaller af de fleste organiske stoffer hører også til denne type. Der kendes således en masse stoffer med et molekylært krystalgitter. Molekyler placeret på gittersteder er forbundet med hinanden af ​​intermolekylære kræfter (naturen af ​​disse kræfter blev diskuteret ovenfor; se side. Da intermolekylære kræfter er meget svagere end kemiske bindingskræfter, er molekylære krystaller lavtsmeltende, karakteriseret ved betydelig flygtighed, og deres hårdhed er lav. Særligt lavt smeltepunkt og kogepunkt for de stoffer, hvis molekyler er ikke-polære. For eksempel er paraffinkrystaller meget bløde, selvom de C-C-kovalente bindinger i kulbrintemolekylerne, som disse krystaller er lavet af, er lige så stærke som. bindingerne dannet af ædle krystaller, bør også klassificeres som molekylære, bestående af monoatomiske molekyler, da valenskræfter ikke spiller nogen rolle i dannelsen af ​​disse krystaller, og bindingerne mellem partikler her er af samme karakter som i andre. molekylære krystaller; dette bestemmer de relativt store interatomiske afstande i disse;  

Debyegram registreringsordning.

Ved knuderne af molekylære krystalgitre er der molekyler, der er forbundet med hinanden af ​​svage intermolekylære kræfter. Sådanne krystaller danner stoffer med kovalente bindinger i molekyler. Der kendes en masse stoffer med et molekylært krystalgitter. Molekylære gitter indeholder fast brint, klor, kuldioxid og andre stoffer, der er gasformige ved almindelige temperaturer. Krystaller af de fleste organiske stoffer hører også til denne type.  

Kemi er en fantastisk videnskab. Så mange utrolige ting kan findes i tilsyneladende almindelige ting.

Alt materiale, der omgiver os overalt, eksisterer i flere aggregeringstilstande: gasser, væsker og faste stoffer. Forskere har også identificeret den 4. - plasma. Ved en bestemt temperatur kan et stof skifte fra en tilstand til en anden. For eksempel vand: når det opvarmes til over 100, bliver det fra flydende form til damp. Ved temperaturer under 0 omdannes den til den næste aggregatstruktur - is.

Hele den materielle verden indeholder en masse identiske partikler, der er indbyrdes forbundne. Disse mindste elementer er strengt opstillet i rummet og danner den såkaldte rumlige ramme.

Definition

Et krystalgitter er en særlig struktur af et fast stof, hvor partiklerne står i en geometrisk stram rækkefølge i rummet. I det kan du finde noder - steder, hvor elementer er placeret: atomer, ioner og molekyler og internodalt rum.

Faste stoffer, afhængigt af området for høje og lave temperaturer, er krystallinske eller amorfe - de er karakteriseret ved fraværet af et bestemt smeltepunkt. Når de udsættes for forhøjede temperaturer, bliver de bløde og bliver gradvist til flydende form. Disse typer stoffer omfatter: harpiks, plasticine.

I denne henseende kan det opdeles i flere typer:

• atomar;
• ionisk;
• molekylær;
• metal.

Men ved forskellige temperaturer kan et stof have forskellige former og udvise forskellige egenskaber. Dette fænomen kaldes allotropisk modifikation.

Atomart

I denne type indeholder knuderne atomer af et bestemt stof, der er forbundet med kovalente bindinger. Denne type binding er dannet af et par elektroner fra to naboatomer. Takket være dette er de forbundet jævnt og i en streng rækkefølge.

Stoffer med et atomisk krystalgitter er kendetegnet ved følgende egenskaber: styrke og højt smeltepunkt. Denne type binding er til stede i diamant, silicium og bor..

Ionisk type

Modsat ladede ioner er placeret ved knudepunkter, der skaber et elektromagnetisk felt, der karakteriserer et stofs fysiske egenskaber. Disse vil omfatte: elektrisk ledningsevne, ildfasthed, tæthed og hårdhed. Bordsalt og kaliumnitrat er karakteriseret ved tilstedeværelsen af ​​et ionisk krystalgitter.

Gå ikke glip af: uddannelsesmekanisme, specifikke eksempler.

Molekylær type

I noder af denne type er der ioner forbundet med hinanden af ​​van der Waals-kræfter. På grund af svage intermolekylære bindinger er stoffer som is, kuldioxid og paraffin karakteriseret ved plasticitet, elektrisk og termisk ledningsevne.

Metal type

Dens struktur ligner en molekylær, men den har stadig stærkere bindinger. Forskellen mellem denne type er, at dens noder indeholder positivt ladede kationer. Elektroner, der er i det interstitielle rum rum, deltage i dannelsen af ​​det elektriske felt. De kaldes også elektrisk gas.

Simple metaller og legeringer er kendetegnet ved en metalgittertype. De er karakteriseret ved tilstedeværelsen af ​​en metallisk glans, plasticitet, termisk og elektrisk ledningsevne. De kan smelte ved forskellige temperaturer.

Stoffets struktur.

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 2000 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 rummet og danner et krystalgitter.

Krystal gitter er en struktur med et geometrisk korrekt arrangement af partikler i rummet.

I selve krystalgitteret skelnes noder og internodalt rum.
Det samme stof, afhængigt af forhold (p, t,...), findes 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 polymerer af kulstof. Det er dog nu blevet kendt, at der også er tale om krystallinske stoffer.

☼ Der blev i øvrigt fundet skinnende sorte partikler i soden, som blev kaldt "spejlkul". 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

Egenskaber af stoffer med forskellige krystalgitre (tabel)

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

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.

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

FASTSÆTNING

Studer forelæsningsmaterialet og besvar følgende spørgsmål skriftligt i din notesbog:
- Hvad er et krystalgitter?
- Hvilke typer krystalgitre findes?
- Beskriv hver type krystalgitter i henhold til planen:

Hvad er der i krystalgitterets noder, strukturel enhed → Type af kemisk binding mellem nodens partikler → Interaktionskræfter mellem krystallens partikler → Fysiske egenskaber på grund af krystalgitteret → Aggregeret tilstand af stoffet under normale forhold → Eksempler

Fuldfør opgaver om dette emne:

- Hvilken type krystalgitter har følgende stoffer, der er meget brugt i hverdagen: vand, eddikesyre (CH3 COOH), sukker (C12 H22 O11), kaliumgødning (KCl), flodsand (SiO2) - smeltepunkt 1710 0C, ammoniak (NH3), bordsalt? Lav en generel konklusion: ud fra hvilke egenskaber ved et stof kan man bestemme typen af ​​dets krystalgitter?
Ved hjælp af formlerne for de givne stoffer: SiC, CS2, NaBr, C2 H2 - bestem typen af ​​krystalgitter (ionisk, molekylær) for hver forbindelse og beskriv ud fra dette de fysiske egenskaber for hvert af de fire stoffer.
Træner nr. 1. "Krystalgitter"
Træner nr. 2. "Testopgaver"
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" gælder ikke for den strukturelle enhed af et stof:

b). ilt

V). diamant

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