Кристалл торы ұғымына анықтама беріңіз. Мектеп энциклопедиясы

Химиялық әрекеттесуге жеке атомдар немесе молекулалар емес, заттар кіреді.

Біздің міндетіміз – материяның құрылысымен танысу.

Төмен температурада заттар тұрақты қатты күйде болады.

☼ Табиғаттағы ең қатты зат – алмаз. Ол барлық асыл тастар мен асыл тастардың патшасы болып саналады. Ал оның атауы грек тілінен аударғанда «бұзылмайтын» дегенді білдіреді. Алмаз ежелден ғажайып тастар ретінде қарастырылды. Гауһар тас киген адам асқазан ауруларын білмейді, уға ұшырамайды, есте сақтау қабілеті мен көңілді көңіл-күй қартайғанша сақталады және патшаның ықыласына ие болады деп есептелді.

☼ Зергерлік бұйымдарды өңдеуге – кесуге, жылтыратуға ұшыраған гауһар алмас деп аталады.

Балқу кезінде термиялық тербеліс нәтижесінде бөлшектердің реті бұзылады, олар қозғалмалы болады, ал химиялық байланыстың табиғаты бұзылмайды. Осылайша, қатты және сұйық күйлер арасында түбегейлі айырмашылықтар жоқ.

Сұйықтық өтімділікке ие болады (яғни, ыдыстың пішінін қабылдау мүмкіндігі).

Сұйық кристалдар

Сұйық кристалдар 19 ғасырдың аяғында ашылды, бірақ соңғы 20-25 жылда зерттелді. Қазіргі заманғы технологияның көптеген дисплей құрылғылары, мысалы, кейбір электронды сағаттар мен шағын компьютерлер сұйық кристалдарда жұмыс істейді.

Жалпы, «сұйық кристалдар» сөздері «ыстық мұздан» кем емес ерекше естіледі. Алайда, шын мәнінде, мұз да ыстық болуы мүмкін, өйткені... 10 000 атмнан жоғары қысымда. су мұзы 200 0 С жоғары температурада ериді. «Сұйық кристалдар» комбинациясының ерекшелігі сұйық күй құрылымның қозғалғыштығын көрсетеді, ал кристалл қатаң тәртіпті білдіреді.

Егер зат ұзартылған немесе пластинкалы пішінді және ассиметриялық құрылымға ие полиатомды молекулалардан тұратын болса, онда ол балқыған кезде бұл молекулалар бір-біріне қатысты белгілі бір жолмен бағытталған (олардың ұзын осьтері параллель). Бұл жағдайда молекулалар өздеріне еркін параллель қозғала алады, яғни. жүйе сұйықтыққа тән өтімділік қасиетіне ие болады. Бұл ретте жүйе кристалдарға тән қасиеттерді анықтайтын реттелген құрылымды сақтайды.

Мұндай құрылымның жоғары қозғалғыштығы оны өте әлсіз әсерлер (жылулық, электрлік және т.б.) арқылы басқаруға мүмкіндік береді, яғни. Заттың қасиеттерін, соның ішінде оптикалық қасиеттерін, энергияны өте аз тұтынумен мақсатты түрде өзгерту, бұл заманауи технологияда қолданылады.

Кристалл торларының түрлері

Кез келген химиялық зат бір-бірімен байланысқан көптеген бірдей бөлшектерден түзіледі.

Төмен температурада, термиялық қозғалыс қиын болған кезде, бөлшектер кеңістікте қатаң түрде бағытталған және қалыптасады. кристалдық тор.

Кристалды тор – Бұл кеңістікте бөлшектердің геометриялық дұрыс орналасуы бар құрылым.

Кристалдық тордың өзінде түйіндер мен түйінаралық кеңістік ерекшеленеді.

жағдайға байланысты бірдей зат (б, т,...)әртүрлі кристалдық формаларда болады (яғни олардың әртүрлі кристалдық торлары бар) – қасиеттері бойынша әр түрлі аллотропты модификациялар.

Мысалы, көміртектің төрт модификациясы белгілі: графит, алмаз, карбин және лонсдалейт.

☼ Кристалдық көміртектің төртінші түрі «лонсдалейт» аз белгілі. Ол метеориттерден табылып, жасанды жолмен алынған, оның құрылымы әлі де зерттелуде.

☼ Күйе, кокс және көмір аморфты көміртекті полимерлерге жатқызылды. Алайда қазір бұлар да кристалдық заттар екені белгілі болды.

☼ Айтпақшы, күйеден «айна көміртегі» деп аталатын жылтыр қара бөлшектер табылды. Айна көміртегі химиялық инертті, ыстыққа төзімді, газдар мен сұйықтықтарды өткізбейді, тегіс беті бар және тірі ұлпаларға мүлдем сәйкес келеді.

☼ Графит атауы итальяндық «граффито» сөзінен шыққан - мен жазамын, сурет саламын. Графит - әлсіз металл жылтырлығы бар қара сұр кристалл және қабатталған торы бар. Графит кристалындағы бір-бірімен салыстырмалы түрде әлсіз байланысқан атомдардың жеке қабаттары бір-бірінен оңай бөлінеді.

КРИСТАЛДЫҚ ТОРЛАР ТҮРЛЕРІ

	иондық			металл
Кристалл торының түйіндерінде не бар, құрылымдық бірлік	иондары	атомдар	молекулалар	атомдар мен катиондар
Түйін бөлшектері арасындағы химиялық байланыстың түрі	иондық		коваленттік: полюсті және полюссіз	металл
Кристалл бөлшектері арасындағы әрекеттесу күштері	электростатикалық логикалық	ковалентті	молекулааралық- жаңа	электростатикалық логикалық
Кристалды торға байланысты физикалық қасиеттері	· иондар арасындағы тартымды күштер күшті, · Т п. (отқа төзімді), · суда оңай ериді, · балқыма және ерітінді электр тогын өткізеді,	ұшпа емес (иісі жоқ) · атомдар арасындағы коваленттік байланыстар үлкен, · Т п. · балқыма электр тогын өткізбейді	· молекулалар арасындағы тартылыс күштері аз, · Т п. ↓, кейбіреулері суда ериді, · ұшпа иісі бар	· әрекеттесу күштері үлкен, · Т п. , Жоғары жылу және электр өткізгіштік
Заттың қалыпты жағдайдағы агрегаттық күйі	қиын	қиын	қиын, газ тәрізді сұйықтық	қиын, сұйық (Н ж)
Мысалдар	типтік металдардың көптеген тұздары, сілтілері, оксидтері	C (алмас, графит), Si, Ge, B, SiO 2, CaC 2, SiC (карборунд), BN, Fe 3 C, TaC (t п. =3800 0 С) Қызыл және қара фосфор. Кейбір металдардың оксидтері.	барлық газдар, сұйықтар, бейметалдар: инертті газдар, галогендер, H 2, N 2, O 2, O 3, P 4 (ақ), S 8. Бейметалдардың сутекті қосылыстары, бейметалдардың оксидтері: H 2 O, CO 2 «құрғақ мұз». Көптеген органикалық қосылыстар.	Металдар, қорытпалар

Салқындаған кезде кристалдардың өсу жылдамдығы төмен болса, шыны тәрізді күй (аморфты) түзіледі.

1. Периодтық жүйедегі элементтің орны мен оның жай затының кристалдық торы арасындағы байланыс.

Периодтық жүйедегі элементтің орны мен оған сәйкес элементтік заттың кристалдық торы арасында тығыз байланыс бар.

		топ
				III				VII	VIII
n e r Және О d								H 2
						N 2	O2	F 2
	III					P 4	S 8	Cl2
								BR 2
								I 2
Түр кристалдық тор		металл					атомдық	молекулалық

Қалған элементтердің қарапайым заттары металдық кристалдық торға ие.

БЕКІТУ

Дәріс материалын оқып, дәптеріңізге жазбаша түрде келесі сұрақтарға жауап беріңіз:

1. Кристалдық тор дегеніміз не?
2. Кристалдық торлардың қандай түрлері бар?
3. Кристалл торының әр түрін жоспар бойынша сипаттаңыз: Кристалл торының түйіндерінде не бар, құрылымдық бірлігі → Түйін бөлшектері арасындағы химиялық байланыстың түрі → Кристалл бөлшектерінің арасындағы әсерлесу күштері → Кристалға байланысты физикалық қасиеттері тор → Заттың қалыпты жағдайдағы агрегаттық күйі → Мысалдар

Осы тақырып бойынша тапсырмаларды орындаңыз:

1. Күнделікті өмірде кеңінен қолданылатын мына заттар кристалдық тордың қандай түріне жатады: су, сірке қышқылы (CH 3 COOH), қант (C 12 H 22 O 11), калий тыңайтқышы (KCl), өзен құмы (SiO 2) - балқу нүктесі 1710 0 С , аммиак (NH 3), ас тұзы? Жалпы қорытынды жасаңыз: заттың қандай қасиеттері арқылы оның кристалдық торының түрін анықтауға болады?
2. Берілген заттардың формулаларын пайдалана отырып: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - әрбір қосылыстың кристалдық торының түрін (иондық, молекулалық) анықтаңыз және соның негізінде төрт заттың әрқайсысының физикалық қасиеттерін сипаттаңыз. .
   
3. №1 жаттықтырушы. «Хрустальды торлар»
   
4. №2 жаттықтырушы. «Тест тапсырмалары»
   
5. Тест (өзін-өзі бақылау):

1) Молекулалық кристалдық торы бар заттар, әдетте:

а). отқа төзімді және суда жақсы ериді
б). балқитын және ұшпа
V). Қатты және электр өткізгіш
G). Жылу өткізгіш және пластик

2) «Молекула» ұғымы қолданылмайдызаттың құрылымдық бірлігіне қатысты:

а). су

б). оттегі

V). алмаз

G). озон

3) Атомдық кристалдық торға тән:

а). алюминий және графит

б). күкірт және йод

V). кремний оксиді және натрий хлориді

G). алмаз және бор

4) Егер зат суда жақсы еритін, балқу температурасы жоғары және электр өткізгіш болса, онда оның кристалдық торы:

A). молекулалық

б). атомдық

V). иондық

G). металл

Толығырақ Категория: Молекулярлық-кинетикалық теория Жарияланды 14.11.2014 17:19 Қарау саны: 14960

Қатты денелерде бөлшектер (молекулалар, атомдар және иондар) бір-біріне жақын орналасқаны сонша, олардың арасындағы өзара әсерлесу күштері олардың бір-бірінен ұшып кетуіне мүмкіндік бермейді. Бұл бөлшектер тек тепе-теңдік күйінің айналасында тербелмелі қозғалыстар жасай алады. Сондықтан қатты денелер пішіні мен көлемін сақтайды.

Молекулалық құрылымына қарай қатты денелер бөлінеді кристалдық Және аморфты .

Кристалдық денелердің құрылысы

Кристалды тор

Кристаллдық - бұл кеңістікте құрылымды құрайтын, қатаң анықталған геометриялық тәртіпте орналасқан қатты денелер, молекулалар, атомдар немесе иондар. кристалдық тор . Бұл тәртіп үш өлшемді кеңістікте барлық бағытта периодты түрде қайталанады. Ол ұзақ қашықтықта сақталады және кеңістікте шектелмейді. Олар оны шақырады ұзақ жолмен .

Кристалл торларының түрлері

Кристалл торы - бөлшектердің кристалда қалай орналасқанын елестету үшін қолдануға болатын математикалық модель. Бұл бөлшектер орналасқан кеңістіктегі нүктелерді түзу сызықтармен ойша байланыстыра отырып, кристалдық торды аламыз.

Осы тордың орындарында орналасқан атомдар арасындағы қашықтық деп аталады тор параметрі .

Түйіндерде қандай бөлшектер орналасқанына байланысты кристалдық торлар болады молекулалық, атомдық, иондық және металлдық .

Кристалдық денелердің балқу температурасы, серпімділігі және беріктігі сияқты қасиеттері кристалдық тордың түріне байланысты.

Температура қатты дененің балқуы басталатын мәнге көтерілгенде, кристалдық тор бұзылады. Молекулалар көбірек еркіндікке ие болады, ал қатты кристалды зат сұйық сатыға өтеді. Молекулалар арасындағы байланыс неғұрлым күшті болса, балқу температурасы соғұрлым жоғары болады.

Молекулалық тор

Молекулалық торларда молекулалар арасындағы байланыс күшті болмайды. Сондықтан қалыпты жағдайда мұндай заттар сұйық немесе газ тәрізді күйде болады. Қатты күй олар үшін төмен температурада ғана мүмкін. Олардың балқу температурасы да (қатты күйден сұйыққа өту) төмен. Ал қалыпты жағдайда олар газ күйінде болады. Мысалы, йод (I 2), «құрғақ мұз» (көмірқышқыл газы CO 2).

Атомдық тор

Атомдық кристалдық торы бар заттарда атомдар арасындағы байланыс күшті болады. Сондықтан заттардың өзі өте қатты. Олар жоғары температурада ериді. Кремний, германий, бор, кварц, кейбір металдардың оксидтері және табиғаттағы ең қатты зат алмаздың кристалдық атомдық торы болады.

Иондық тор

Иондық кристалдық торы бар заттарға сілтілер, көптеген тұздар және типтік металдардың оксидтері жатады. Иондардың тарту күші өте күшті болғандықтан, бұл заттар өте жоғары температурада ғана балқи алады. Олар отқа төзімді деп аталады. Олардың беріктігі мен қаттылығы жоғары.

Металл гриль

Барлық металдар мен олардың қорытпаларында болатын металл торының түйіндерінде атомдар да, иондар да орналасады. Осы құрылымның арқасында металдар жақсы иілгіштік пен иілгіштікке, жоғары жылу және электр өткізгіштікке ие.

Көбінесе кристалды пішіні қалыпты көпбұрыш болып табылады. Мұндай көп қырлылардың беттері мен жиектері белгілі бір зат үшін әрқашан тұрақты болып қалады.

Монокристал деп аталады монокристал . Оның тұрақты геометриялық пішіні, үздіксіз кристалдық торы бар.

Табиғи монокристалдардың мысалдары алмаз, рубин, тас кристалы, тас тұзы, Исландия шпаты, кварц болып табылады. Жасанды жағдайларда монокристалдар ерітінділерді салқындату немесе белгілі бір температураға дейін балқыту арқылы олардан кристалл түріндегі қатты затты бөліп алғанда, кристалдану процесі арқылы алынады. Баяу кристалдану жылдамдығымен мұндай кристалдардың кесілуі табиғи пішінге ие болады. Осылайша, ерекше өндірістік жағдайларда жартылай өткізгіштердің немесе диэлектриктердің монокристалдары алынады.

Кездейсоқ біріктірілген шағын кристалдар деп аталады поликристалдар . Поликристалдың ең айқын мысалы - гранит тас. Барлық металдар да поликристалды.

Кристалдық денелердің анизотропиясы

Кристаллдарда бөлшектер әртүрлі тығыздықтағы әртүрлі бағытта орналасады. Егер атомдарды кристалдық тордың бір бағыты бойынша түзу сызықпен қосатын болсақ, онда олардың арасындағы қашықтық осы бағыттың барлығында бірдей болады. Кез келген басқа бағытта атомдар арасындағы қашықтық та тұрақты, бірақ оның мәні алдыңғы жағдайдағы қашықтықтан өзгеше болуы мүмкін. Бұл әр түрлі бағыттағы атомдар арасында әртүрлі шамадағы әрекеттесу күштерінің әрекет ететінін білдіреді. Сондықтан бұл бағыттардағы заттың физикалық қасиеттері де әр түрлі болады. Бұл құбылыс деп аталады анизотропия зат қасиеттерінің бағытқа тәуелділігі.

Кристаллдық заттың электр өткізгіштігі, жылу өткізгіштігі, серпімділігі, сыну көрсеткіші және басқа да қасиеттері кристалдағы бағытқа байланысты өзгереді. Электр тогы әртүрлі бағытта әр түрлі өткізіледі, зат әртүрлі қызады, ал жарық сәулелері әртүрлі сындырады.

Поликристалдарда анизотропия құбылысы байқалмайды. Заттың қасиеттері барлық бағытта бірдей болып қалады.

Көптеген физикалық және химиялық реакцияларды жүргізген кезде зат агрегацияның қатты күйіне өтеді. Бұл жағдайда молекулалар мен атомдар өздерін материяның бөлшектері арасындағы өзара әрекеттесу күштері барынша теңестірілетіндей кеңістіктік тәртіпте орналастырады. Қатты заттың беріктігіне осылайша қол жеткізіледі. Атомдар белгілі бір орынға ие болған соң, амплитудасы температураға байланысты шағын тербелмелі қозғалыстар жасайды, бірақ олардың кеңістіктегі орны тұрақты болып қалады. Тарту және тебілу күштері белгілі бір қашықтықта бір-бірін теңестіреді.

Заттың құрылымы туралы қазіргі идеялар

Қазіргі ғылым атомның оң зарядты тасымалдайтын зарядталған ядродан және теріс зарядты тасымалдайтын электрондардан тұратынын айтады. Секундына бірнеше мың триллион айналым жылдамдығымен электрондар өз орбиталарында айналып, ядроның айналасында электронды бұлт жасайды. Ядроның оң заряды электрондардың теріс зарядына сан жағынан тең. Осылайша, заттың атомы электрлік бейтарап болып қалады. Басқа атомдармен ықтимал өзара әрекеттесу электрондар өздерінің ата-аналық атомынан ажыраған кезде пайда болады, осылайша электрлік тепе-теңдік бұзылады. Бір жағдайда атомдар белгілі бір ретпен орналасады, оны кристалдық тор деп атайды. Басқасында, ядролар мен электрондардың күрделі өзара әрекеттесуіне байланысты олар әртүрлі типтегі және күрделіліктегі молекулаларға біріктіріледі.

Кристалл торының анықтамасы

Заттардың кристалдық торларының әртүрлі типтерін біріктіретін болсақ, түйіндерінде иондар, молекулалар немесе атомдар орналасқан әртүрлі кеңістіктік бағдарлары бар желілер. Бұл тұрақты геометриялық кеңістіктегі орын заттың кристалдық торы деп аталады. Бір кристалдық жасушаның түйіндері арасындағы қашықтық сәйкестендіру кезеңі деп аталады. Ұяшық түйіндері орналасқан кеңістіктік бұрыштар параметрлер деп аталады. Байланыстарды құру әдісі бойынша кристалдық торлар қарапайым, базалық орталық, бет-орталық және дене-орталық болуы мүмкін. Заттың бөлшектері параллелепипедтің бұрыштарында ғана орналасса, мұндай торды жай деп атайды. Мұндай тордың мысалы төменде көрсетілген:

Егер түйіндерден басқа заттың бөлшектері кеңістіктік диагональдардың ортасында орналасса, онда бөлшектердің заттағы мұндай орналасуы денеге бағытталған кристалдық тор деп аталады. Бұл түрі суретте анық көрсетілген.

Егер тордың төбелеріндегі түйіндерден басқа параллелепипедтің қиял диагональдарының қиылысатын жерінде түйін болса, онда сізде тордың бетке бағытталған түрі бар.

Кристалл торларының түрлері

Заттарды құрайтын әртүрлі микробөлшектер кристалдық торлардың әртүрлі түрлерін анықтайды. Олар кристалдың ішіндегі микробөлшектердің арасындағы байланыстарды құру принципін анықтай алады. Кристалл торларының физикалық түрлері иондық, атомдық және молекулалық. Бұған сонымен қатар металл кристалдық торлардың әртүрлі түрлері кіреді. Химия элементтердің ішкі құрылысының принциптерін зерттейді. Кристалл торларының түрлері төменде толығырақ берілген.

Иондық кристалдық торлар

Кристалдық торлардың бұл түрлері иондық байланыс түрі бар қосылыстарда болады. Бұл жағдайда тор учаскелерінде қарама-қарсы электр зарядтары бар иондар болады. Электромагниттік өрістің арқасында ионаралық әрекеттесу күштері жеткілікті күшті және бұл заттың физикалық қасиеттерін анықтайды. Ортақ сипаттамаларға төзімділік, тығыздық, қаттылық және электр тогын өткізу қабілеті жатады. Кристалл торларының иондық түрлері ас тұзы, калий нитраты және басқалары сияқты заттарда кездеседі.

Атомдық кристалдық торлар

Зат құрылымының бұл түрі құрылымы коваленттік химиялық байланыстармен анықталатын элементтерге тән. Мұндай кристалдық торлардың түрлері бір-бірімен күшті коваленттік байланыстар арқылы байланысқан түйіндерде жеке атомдарды қамтиды. Байланыстың бұл түрі екі бірдей атом электрондарды «бөліскенде» пайда болады, осылайша көрші атомдар үшін ортақ электрон жұбын құрайды. Осы әсерлесудің арқасында коваленттік байланыстар атомдарды белгілі бір тәртіппен біркелкі және күшті байланыстырады. Құрамында кристалдық торлардың атомдық түрлері бар химиялық элементтер қатты, балқу температурасы жоғары, электр тогын нашар өткізеді, химиялық белсенді емес. Ішкі құрылымы ұқсас элементтердің классикалық мысалдарына алмаз, кремний, германий және бор жатады.

Молекулалық кристалдық торлар

Кристалл торының молекулалық типі бар заттар кристалдық тордың түйіндерінде орналасқан тұрақты, өзара әрекеттесетін, тығыз орналасқан молекулалар жүйесі болып табылады. Мұндай қосылыстарда молекулалар газ тәріздес, сұйық және қатты фазалардағы кеңістіктегі орнын сақтайды. Кристалл түйіндерінде молекулалар иондық әсерлесу күштерінен ондаған есе әлсіз әлсіз ван-дер-Ваальс күштерімен бірге ұсталады.

Кристалл түзетін молекулалар полярлы немесе полярлы емес болуы мүмкін. Молекулалардағы электрондардың өздігінен қозғалуы мен ядролардың тербелісіне байланысты электрлік тепе-теңдік ауысуы мүмкін – осылайша лездік электрлік дипольдік момент пайда болады. Сәйкес бағытталған дипольдер торда тартымды күштер жасайды. Көмірқышқыл газы мен парафин молекулалық кристалдық торы бар элементтердің типтік мысалдары болып табылады.

Металл кристалдық торлар

Металл байланысы иондық байланысқа қарағанда икемді және икемді, бірақ екеуі де бір принципке негізделген сияқты көрінуі мүмкін. Металдардың кристалдық торларының түрлері олардың типтік қасиеттерін – механикалық беріктік, жылу және электр өткізгіштік, балқығыштық сияқты сипаттайды.

Металл кристалдық тордың айырықша белгісі - бұл тордың орындарында оң зарядталған металл иондарының (катиондарының) болуы. Түйіндердің арасында тордың айналасында электр өрісін құруға тікелей қатысатын электрондар бар. Осы кристалдық тордың ішінде қозғалатын электрондар саны электронды газ деп аталады.

Электр өрісі болмаған кезде еркін электрондар тор иондарымен кездейсоқ әрекеттесіп, ретсіз қозғалыс жасайды. Әрбір осындай әрекеттесу теріс зарядталған бөлшектің қозғалыс импульсі мен бағытын өзгертеді. Электрондар өздерінің электр өрісімен катиондарды өздеріне тарта отырып, олардың өзара тебілуін теңестіреді. Электрондар бос деп саналғанымен, олардың энергиясы кристалдық тордан шығуға жеткіліксіз, сондықтан бұл зарядталған бөлшектер оның шекарасында үнемі болады.

Электр өрісінің болуы электрон газына қосымша энергия береді. Металдардың кристалдық торындағы иондармен байланыс күшті емес, сондықтан электрондар оның шекарасынан оңай шығып кетеді. Электрондар оң зарядталған иондарды қалдырып, күш сызықтары бойынша қозғалады.

Қорытындылар

Химия заттың ішкі құрылысын зерттеуге үлкен мән береді. Әртүрлі элементтердің кристалдық торларының түрлері олардың қасиеттерінің барлық дерлік ауқымын анықтайды. Кристаллдарға әсер ету және олардың ішкі құрылымын өзгерту арқылы заттың қажетті қасиеттерін жақсартуға және қажетсіздерін жоюға және химиялық элементтерді түрлендіруге болады. Осылайша, қоршаған дүниенің ішкі құрылымын зерттеу ғалам құрылымының мәні мен принциптерін түсінуге көмектеседі.

Табиғаттағы кез келген зат, белгілі болғандай, кішірек бөлшектерден тұрады. Олар өз кезегінде байланысып, белгілі бір заттың қасиеттерін анықтайтын белгілі бір құрылымды құрайды.

Атомдық тән және төмен температура мен жоғары қысымда болады. Шындығында, дәл осының арқасында металдар мен басқа да бірқатар материалдар өздерінің тән беріктігін алады.

Мұндай заттардың құрылымы молекулалық деңгейде кристалдық торға ұқсайды, оның әрбір атомы көршісіне табиғатта бар ең күшті байланыс - коваленттік байланыс арқылы қосылған. Құрылымдарды құрайтын барлық ең кішкентай элементтер ретті түрде және белгілі бір кезеңділікпен орналасады. Бұрыштарында атомдар орналасқан торды білдіретін, әрқашан бірдей серіктермен қоршалған атомдық кристалдық тор іс жүзінде өзінің құрылымын өзгертпейді. Таза металдың немесе қорытпаның құрылымын тек қыздыру арқылы өзгертуге болатыны белгілі. Бұл жағдайда температура неғұрлым жоғары болса, тордағы байланыстар соғұрлым күшті болады.

Басқаша айтқанда, атомдық кристалдық тор материалдардың беріктігі мен қаттылығының кілті болып табылады. Дегенмен, әртүрлі заттардағы атомдардың орналасуы да әртүрлі болуы мүмкін екенін ескерген жөн, бұл өз кезегінде күш дәрежесіне әсер етеді. Мәселен, мысалы, құрамында бірдей көміртегі атомы бар алмаз мен графит бір-бірінен беріктігі жағынан өте ерекшеленеді: алмас Жерде, бірақ графит қабыршақтанып, сынуы мүмкін. Өйткені, графиттің кристалдық торында атомдар қабат-қабат орналасады. Әрбір қабат көміртегі атомдары өте еркін қосылған бал ұясына ұқсайды. Бұл құрылым қарындаш сымдарының қабат-қабат ыдырауын тудырады: сынған кезде графит бөліктері жай ғана қабығынан айырылады. Тағы бір нәрсе - алмаз, оның кристалдық торы қозғалған көміртегі атомдарынан тұрады, яғни 4 күшті байланыс құруға қабілетті. Мұндай буынды бұзу жай ғана мүмкін емес.

Металдардың кристалдық торлары сонымен қатар белгілі бір сипаттамаларға ие:

1. Торлы кезең- тордың жиегі бойынша өлшенетін, көршілес екі атомның центрлерінің арасындағы қашықтықты анықтайтын шама. Жалпы қабылданған белгілеу математикадағыдан ерекшеленбейді: a, b, c - сәйкесінше тордың ұзындығы, ені, биіктігі. Әлбетте, фигураның өлшемдері соншалықты кішкентай, қашықтық ең кішкентай өлшем бірліктерімен өлшенеді - нанометрдің оннан бір бөлігі немесе ангстромдар.

2. К – координациялық сан. Бір тордағы атомдардың орау тығыздығын анықтайтын көрсеткіш. Тиісінше, оның тығыздығы үлкенірек болса, соғұрлым К саны жоғары болады. Іс жүзінде бұл көрсеткіш зерттелетін атомға мүмкіндігінше жақын және бірдей қашықтықта орналасқан атомдар санын білдіреді.

3. Тор негізі. Сондай-ақ тордың тығыздығын сипаттайтын шама. Зерттелетін нақты жасушаға жататын атомдардың жалпы санын білдіреді.

4. Ықшамдық коэффициентітордың жалпы көлемін ондағы барлық атомдар алып жатқан көлемге бөлу арқылы өлшенеді. Алдыңғы екеуі сияқты, бұл мән зерттелетін тордың тығыздығын көрсетеді.

Біз атомдық кристалдық торы бар бірнеше заттарды ғана қарастырдық. Сонымен қатар, олардың саны өте көп. Өзінің үлкен әртүрлілігіне қарамастан, кристалдық атомдық торға әрқашан құралдармен (полярлық немесе полюссіз) қосылатын бірліктерді қамтиды. Сонымен қатар, мұндай заттар суда іс жүзінде ерімейді және төмен жылу өткізгіштігімен сипатталады.

Табиғатта кристалдық торлардың үш түрі бар: денеге бағытталған текше, бетке бағытталған текше және тығыз орналасқан алтыбұрышты.

Атомдардан молекулалардың пайда болуы энергияның жоғарылауына әкеледі, өйткені қалыпты жағдайда молекулалық күй атомдық күйге қарағанда тұрақты болады.

Бұл тақырыпты қарастыру үшін сіз білуіңіз керек:

Электрондылық – атомның ортақ электрон жұбын өзіне қарай жылжыту қабілеті. (Ең электртеріс элемент - фтор.)

Кристалдық тор – бөлшектердің үш өлшемді реттелген орналасуы.

Химиялық байланыстың үш негізгі түрі бар: коваленттік, иондық және металдық.

Металл байланысы сыртқы энергия деңгейінде электрондардың аз саны бар металдарға тән (1 немесе 2, сирек 3). Бұл электрондар ядромен байланысын оңай жоғалтады және металл бөлігінде еркін қозғалады, «электрондық бұлтты» құрайды және электрондар жойылғаннан кейін пайда болған оң зарядталған иондармен байланысты қамтамасыз етеді. Кристалл торы металл. Бұл металдардың физикалық қасиеттерін анықтайды: жоғары жылу және электр өткізгіштік, иілгіштік пен иілгіштік, металл жылтырлығы.

Коваленттік байланыс металл емес атомдардың ортақ электронды жұбының арқасында түзіледі, олардың әрқайсысы инертті элемент атомының тұрақты конфигурациясына қол жеткізеді.

Егер байланыс электртерістігі бірдей атомдар арқылы түзілсе, яғни екі атомның электртерістігінің айырмашылығы нөлге тең болса, электрон жұбы екі атом арасында симметриялы орналасады және байланыс деп аталады. ковалентті полярлы емес.

Егер байланыс әртүрлі электртерістігі бар атомдармен түзілсе және екі атомның электртерістігінің айырмашылығы нөлден шамамен екіге дейінгі аралықта жатса (көбінесе бұл әртүрлі бейметалдар), онда ортақ электрондар жұбы көпке ығысады. электртеріс элемент. Оның үстінде жартылай теріс заряд (молекуланың теріс полюсі), ал екінші атомда жартылай оң заряд (молекуланың оң полюсі) пайда болады. Бұл байланыс деп аталады ковалентті полярлы.

Егер байланыс электртерістігі әртүрлі атомдармен түзілсе және екі атомның электртерістігінің айырмашылығы екіден көп болса (көбінесе бұл металл емес және металл), онда электрон толығымен емеске ауысады деп есептеледі. -металл атомы. Нәтижесінде бұл атом теріс зарядты ионға айналады. Электронды беретін атом оң зарядталған ион. Иондар арасындағы байланыс деп аталады иондық байланыс.

Коваленттік байланыстары бар қосылыстарда кристалдық торлардың екі түрі болады: атомдық және молекулалық.

Атомдық кристалдық торда түйіндерде күшті коваленттік байланыстар арқылы байланысқан атомдар болады. Мұндай кристалдық торы бар заттардың балқу температуралары жоғары, күшті және қатты, сұйықтықтарда іс жүзінде ерімейді. мысалы, алмаз, қатты бор, кремний, германий және кейбір элементтердің көміртек пен кремниймен қосылыстары.

Молекулалық кристалдық торда түйіндерде әлсіз молекулааралық әрекеттесу арқылы байланысқан молекулалар болады.

Мұндай торы бар заттардың қаттылығы төмен және балқу температурасы төмен, суда ерімейді немесе аз ериді, ал ерітінділер іс жүзінде электр тогын өткізбейді. Мысалы, мұз, қатты көміртегі тотығы (IV) қатты галогенсутек, бір-(асыл газдар), екі- (F 2, Cl 2, Br 2, I 2, H 2, O 2, N 2) түзетін қарапайым қатты заттар. , үш-(O 3), төрт-(P 4), сегіз-(S 8) атомдық молекулалар. Көптеген кристалдық органикалық қосылыстардың молекулалық торы болады. Иондық байланыстары бар қосылыстарда иондық кристалдық тор болады, оның түйіндерінде оң және теріс зарядталған иондар кезектесіп орналасады. Иондық торы бар заттар отқа төзімді және төмен ұшқыш,

Олар салыстырмалы түрде жоғары қаттылыққа ие, бірақ сынғыш. Тұздар мен сілтілердің балқымалары мен сулы ерітінділері электр тогын өткізеді.

Тапсырмалардың мысалдары

1. Қай молекуладағы «элемент – оттегі» коваленттік байланыс ең полярлы?

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

Байланыстың полярлығы екі атомның (бұл жағдайда элемент пен оттегінің) электртерістігінің айырмашылығымен анықталады. Күкірт, азот және хлор оттегінің жанында орналасқан, сондықтан олардың электртерістігі аздап ерекшеленеді. Ал тек сутегі оттегінен қашықтықта орналасқан, яғни электртерістігінің айырмашылығы үлкен болады, ал байланыс ең полярлы болады.

Жауабы: 4)

2. Молекулалар арасында сутектік байланыс түзіледі

1) метанол 2) метанал 3) ацетилен 4) метилформат

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

Ацетиленде электртерістігі жоғары элементтер мүлдем жоқ. Метанал H 2 CO және метилформат HCOOCH 3 құрамында күшті электртеріс элементке қосылған сутегі жоқ. Олардың құрамындағы сутегі көміртекпен біріктірілген. Бірақ метанол CH 3 OH-да бір гидроксотоптың сутегі атомы мен басқа молекуланың оттегі атомы арасында сутектік байланыс түзілуі мүмкін.

Жауабы: 1)