Οι δεσμοί μεταξύ ιόντων σε έναν κρύσταλλο είναι πολύ ισχυροί και σταθεροί, επομένως, ουσίες με ιοντικό πλέγμα έχουν υψηλή σκληρότητα και αντοχή, είναι πυρίμαχες και μη πτητικές.

Ουσίες με ιοντικό κρυσταλλικό πλέγμα έχουν τις ακόλουθες ιδιότητες:

1. Σχετικά υψηλή σκληρότητα και αντοχή.

2. Ευθραυστότητα.

3. Αντοχή στη θερμότητα.

4. Ανθεκτικότητα.

5. Μη μεταβλητότητα.

Παραδείγματα: άλατα - χλωριούχο νάτριο, ανθρακικό κάλιο, βάσεις - υδροξείδιο του ασβεστίου, υδροξείδιο του νατρίου.

4. Μηχανισμός σχηματισμού ομοιοπολικού δεσμού (ανταλλαγή και δότης-δέκτης).

Κάθε άτομο προσπαθεί να ολοκληρώσει το εξώτατο επίπεδο ηλεκτρονίων του για να μειώσει τη δυναμική ενέργεια. Επομένως, ο πυρήνας ενός ατόμου έλκεται προς τον εαυτό του από την πυκνότητα ηλεκτρονίων ενός άλλου ατόμου και αντίστροφα, τα νέφη ηλεκτρονίων δύο γειτονικών ατόμων επικαλύπτονται.

Επίδειξη εφαρμογής και διάγραμμα σχηματισμού ομοιοπολικού μη πολικού χημικού δεσμού σε μόριο υδρογόνου. (Οι μαθητές καταγράφουν και σκιαγραφούν διαγράμματα).

Συμπέρασμα: Η σύνδεση μεταξύ των ατόμων σε ένα μόριο υδρογόνου πραγματοποιείται μέσω ενός κοινού ζεύγους ηλεκτρονίων. Ένας τέτοιος δεσμός ονομάζεται ομοιοπολικός.

Ποιος τύπος δεσμού ονομάζεται μη πολικός ομοιοπολικός δεσμός; (Σχολικό βιβλίο σελ. 33).

Σύνταξη ηλεκτρονικών τύπων μορίων απλών ουσιών από αμέταλλα:

CI CI - ηλεκτρονικός τύπος του μορίου χλωρίου,

CI -- CI είναι ο δομικός τύπος ενός μορίου χλωρίου.

N N είναι ο ηλεκτρονικός τύπος του μορίου του αζώτου,

N ≡ N είναι ο δομικός τύπος ενός μορίου αζώτου.

Ηλεκτραρνητικότητα. Ομοιοπολικοί πολικοί και μη πολικοί δεσμοί. Πολλαπλότητα ομοιοπολικού δεσμού.

Αλλά τα μόρια μπορούν επίσης να σχηματίσουν διαφορετικά άτομα μη μετάλλου, και σε αυτή την περίπτωση το κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων θα μετατοπιστεί σε ένα πιο ηλεκτραρνητικό χημικό στοιχείο.

Μελετήστε το υλικό του σχολικού βιβλίου στη σελίδα 34

Συμπέρασμα: Τα μέταλλα έχουν περισσότερα χαμηλής αξίαςηλεκτραρνητικότητα από τα αμέταλλα. Και είναι πολύ διαφορετικό μεταξύ τους.

Επίδειξη σχηματισμού πολικού ομοιοπολικού δεσμού σε μόριο υδροχλωρίου.

Το κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων μετατοπίζεται στο χλώριο, καθώς είναι πιο ηλεκτραρνητικό. Αυτός λοιπόν είναι ένας ομοιοπολικός δεσμός. Σχηματίζεται από άτομα των οποίων η ηλεκτραρνητικότητα δεν διαφέρει πολύ, άρα είναι ένας πολικός ομοιοπολικός δεσμός.

Σύνταξη ηλεκτρονικών τύπων υδροϊωδίου και μορίων νερού:

H J είναι ο ηλεκτρονικός τύπος του μορίου υδροϊωδίου,

H → J είναι ο δομικός τύπος του μορίου υδροϊωδίου.

HO - ηλεκτρονικός τύπος μορίου νερού,

H →O - δομικός τύπος μορίου νερού.

Ανεξάρτητη εργασίαμε σχολικό βιβλίο: γράψτε τον ορισμό της ηλεκτραρνητικότητας.

Μοριακά και ατομικά κρυσταλλικά πλέγματα. Ιδιότητες ουσιών με μοριακά και ατομικά κρυσταλλικά πλέγματα

Ανεξάρτητη εργασία με το σχολικό βιβλίο.

Ερωτήσεις για αυτοέλεγχο

Ένα άτομο του οποίου χημικό στοιχείο έχει πυρηνικό φορτίο +11

– Να γράψετε το διάγραμμα της ηλεκτρονικής δομής του ατόμου νατρίου

– Έχει ολοκληρωθεί το εξωτερικό στρώμα;

– Πώς ολοκληρώνεται η πλήρωση της ηλεκτρονικής στρώσης;

– Σχεδιάστε ένα διάγραμμα δωρεάς ηλεκτρονίων

– Συγκρίνετε τη δομή του ατόμου και του ιόντος του νατρίου

Συγκρίνετε τη δομή του ατόμου και του ιόντος του αδρανούς αερίου νέον.

Προσδιορίστε το άτομο ποιου στοιχείου με τον αριθμό των πρωτονίων 17.

– Να γράψετε το διάγραμμα της ηλεκτρονικής δομής ενός ατόμου.

– Έχει ολοκληρωθεί η στρώση; Πώς να το πετύχετε αυτό.

– Να συντάξετε ένα διάγραμμα ολοκλήρωσης της ηλεκτρονιακής στιβάδας του χλωρίου.

Ομαδική εργασία:

Ομάδα 1-3: Συνθέστε ηλεκτρονικά και δομικούς τύπουςμόρια ουσιών και υποδεικνύουν τον τύπο του δεσμού Br 2. NH3.

Ομάδες 4-6: Δημιουργήστε ηλεκτρονικούς και συντακτικούς τύπους των μορίων των ουσιών και υποδείξτε τον τύπο του δεσμού F 2. HBr.

Δύο μαθητές εργάζονται σε έναν επιπλέον πίνακα με την ίδια εργασία για ένα δείγμα για αυτοέλεγχο.

Προφορική έρευνα.

1. Ορίστε την έννοια της «ηλεκτραρνητικότητας».

2. Από τι εξαρτάται η ηλεκτραρνητικότητα ενός ατόμου;

3. Πώς μεταβάλλεται η ηλεκτραρνητικότητα των ατόμων των στοιχείων σε περιόδους;

4. Πώς αλλάζει η ηλεκτραρνητικότητα των ατόμων των στοιχείων στις κύριες υποομάδες;

5. Συγκρίνετε την ηλεκτραρνητικότητα ατόμων μετάλλων και μη μετάλλων. Διαφέρουν οι μέθοδοι ολοκλήρωσης της εξωτερικής στοιβάδας ηλεκτρονίων μεταξύ ατόμων μετάλλου και μη μετάλλου; Ποιοι είναι οι λόγοι για αυτό;

7. Ποια χημικά στοιχεία είναι ικανά να δώσουν ηλεκτρόνια και να δέχονται ηλεκτρόνια;

Τι συμβαίνει μεταξύ των ατόμων όταν δίνουν και παίρνουν ηλεκτρόνια;

Πώς ονομάζονται τα σωματίδια που σχηματίζονται από ένα άτομο ως αποτέλεσμα της απώλειας ή κέρδους ηλεκτρονίων;

8. Τι συμβαίνει όταν τα άτομα μετάλλου και μη μετάλλου συναντώνται;

9. Πώς σχηματίζεται ένας ιοντικός δεσμός;

10. Ένας χημικός δεσμός που σχηματίζεται λόγω του σχηματισμού κοινών ζευγών ηλεκτρονίων ονομάζεται...

11. Οι ομοιοπολικοί δεσμοί μπορεί να είναι... και...

12. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ πολικών ομοιοπολικών και μη πολικών ομοιοπολικών δεσμών; Τι καθορίζει την πολικότητα της σύνδεσης;

13. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ πολικών ομοιοπολικών και μη πολικών ομοιοπολικών δεσμών;

ΣΧΕΔΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Νο. 8

Πειθαρχία:Χημεία.

Θέμα:Μεταλλική σύνδεση. Αθροιστικές καταστάσεις ουσιών και δεσμοί υδρογόνου .

Σκοπός του μαθήματος:Σχηματίστε μια έννοια χημικών δεσμών χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός μεταλλικού δεσμού. Κατακτήστε μια κατανόηση του μηχανισμού σχηματισμού δεσμών.

Προγραμματισμένα αποτελέσματα

Θέμα:ο σχηματισμός των οριζόντων ενός ατόμου και η λειτουργική παιδεία για την επίλυση πρακτικών προβλημάτων. ικανότητα επεξεργασίας και επεξήγησης αποτελεσμάτων· προθυμία και ικανότητα εφαρμογής γνωστικών μεθόδων στην επίλυση πρακτικών προβλημάτων.

Μεταθέμα:η χρήση διαφόρων πηγών για τη λήψη χημικών πληροφοριών, η ικανότητα αξιολόγησης της αξιοπιστίας τους προκειμένου να επιτευχθεί καλά αποτελέσματαστον επαγγελματικό τομέα?

Προσωπικός:την ικανότητα να χρησιμοποιεί κανείς τα επιτεύγματα της σύγχρονης χημικής επιστήμης και χημικών τεχνολογιών για να βελτιώσει τη δική του πνευματική ανάπτυξη στον επιλεγμένο τομέα επαγγελματική δραστηριότητα;

Επίσημη ώρα: 2 ώρες

Είδος μαθήματος:Διάλεξη.

Πλάνο μαθήματος:

1. Μεταλλική σύνδεση. Μεταλλικό κρυσταλλικό πλέγμα και μεταλλικός χημικός δεσμός.

2. Φυσικές ιδιότητες των μετάλλων.

3. Συγκεντρωτικές καταστάσεις ουσιών. Η μετάβαση μιας ουσίας από μια κατάσταση συσσωμάτωσης σε μια άλλη.

4. Δεσμός υδρογόνου

Εξοπλισμός:Περιοδικός Πίνακας χημικά στοιχεία, κρυσταλλικό πλέγμα, φυλλάδιο.

Βιβλιογραφία:

1. Χημεία 11η τάξη: σχολικό βιβλίο. για γενική εκπαίδευση οργανώσεις Γ.Ε. Ρουτζίτης, Φ.Γ. Φέλντμαν. – Μ.: Εκπαίδευση, 2014. -208 σελ.: άρρωστος..

2. Χημεία για επαγγέλματα και τεχνικές ειδικότητες: εγχειρίδιο για μαθητές. ιδρύματα καθ. εκπαίδευση / O.S. Gabrielyan, I.G. Οστρούμοφ. – 5η έκδ., σβησμένο. – Μ.: Εκδοτικό Κέντρο «Ακαδημία», 2017. – 272 σελ., με χρώματα. Εγώ θα.

Δάσκαλος: Tubaltseva Yu.N.

Τα περισσότερα στερεά έχουν κρυστάλλινοςδομή, η οποία χαρακτηρίζεται αυστηρά καθορισμένη διάταξη σωματιδίων. Εάν συνδέσετε τα σωματίδια με συμβατικές γραμμές, λαμβάνετε ένα χωρικό πλαίσιο που ονομάζεται κρυσταλλικού πλέγματος. Τα σημεία στα οποία βρίσκονται τα κρυσταλλικά σωματίδια ονομάζονται κόμβοι πλέγματος. Οι κόμβοι ενός φανταστικού πλέγματος μπορεί να περιέχουν άτομα, ιόντα ή μόρια.

Ανάλογα με τη φύση των σωματιδίων που βρίσκονται στους κόμβους και τη φύση της σύνδεσης μεταξύ τους, διακρίνονται τέσσερις τύποι κρυσταλλικών δικτυωμάτων: ιοντικά, μεταλλικά, ατομικά και μοριακά.

ιωνικός ονομάζονται πλέγματα στους κόμβους των οποίων υπάρχουν ιόντα.

Σχηματίζονται από ουσίες με ιοντικούς δεσμούς. Στους κόμβους ενός τέτοιου πλέγματος υπάρχουν θετικά και αρνητικά ιόντα, που συνδέονται με ηλεκτροστατική αλληλεπίδραση.

Τα δικτυώματα ιοντικών κρυστάλλων έχουν άλατα, αλκάλια, ενεργά οξείδια μετάλλων. Τα ιόντα μπορεί να είναι απλά ή πολύπλοκα. Για παράδειγμα, στις δικτυακές θέσεις του χλωριούχου νατρίου υπάρχουν απλά ιόντα νατρίου Na και χλώριο Cl− , και στις δικτυακές θέσεις του θειικού καλίου εναλλάσσονται απλά ιόντα καλίου K και σύνθετα θειικά ιόντα S O 4 2 −.

Οι δεσμοί μεταξύ ιόντων σε τέτοιους κρυστάλλους είναι ισχυροί. Επομένως, οι ιοντικές ουσίες είναι στερεές, πυρίμαχες, μη πτητικές. Τέτοιες ουσίες είναι καλές διαλύονται σε νερό.

Κρυσταλλικό πλέγμα χλωριούχου νατρίου

Κρύσταλλος χλωριούχου νατρίου

Μέταλλο που ονομάζονται πλέγματα, τα οποία αποτελούνται από θετικά ιόντα και άτομα μετάλλου και ελεύθερα ηλεκτρόνια.

Σχηματίζονται από ουσίες με μεταλλικούς δεσμούς. Στους κόμβους ενός μεταλλικού πλέγματος υπάρχουν άτομα και ιόντα (είτε άτομα είτε ιόντα, στα οποία τα άτομα μετατρέπονται εύκολα, δίνοντας τα εξωτερικά ηλεκτρόνια τους για κοινή χρήση).

Τέτοια κρυσταλλικά πλέγματα είναι χαρακτηριστικά απλών ουσιών μετάλλων και κραμάτων.

Τα σημεία τήξης των μετάλλων μπορεί να είναι διαφορετικά (από \(–37\) °C για τον υδράργυρο έως δύο έως τρεις χιλιάδες βαθμούς). Όμως όλα τα μέταλλα έχουν ένα χαρακτηριστικό μεταλλική λάμψηελαττότητα, ολκιμότητα, καλά να περάσεις ηλεκτρική ενέργεια και ζεστασιά.

Μεταλλικό κρυσταλλικό πλέγμα

Σκεύη, εξαρτήματα

Τα ατομικά πλέγματα ονομάζονται κρυσταλλικά πλέγματα, στους κόμβους των οποίων υπάρχουν μεμονωμένα άτομα συνδεδεμένα με ομοιοπολικούς δεσμούς.

Το Diamond έχει αυτόν τον τύπο πλέγματος - μία από τις αλλοτροπικές τροποποιήσεις του άνθρακα. Ουσίες με ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα περιλαμβάνουν γραφίτη, πυρίτιο, βόριο και γερμάνιο, καθώς και σύνθετες ουσίες, για παράδειγμα καρβορούνδιο SiC και πυρίτιο, χαλαζία, πέτρινο κρύσταλλο, άμμο, τα οποία περιλαμβάνουν οξείδιο του πυριτίου (\(IV\)) Si O 2.

Τέτοιες ουσίες χαρακτηρίζονται υψηλή αντοχήκαι σκληρότητα. Έτσι, το διαμάντι είναι η πιο σκληρή φυσική ουσία. Ουσίες με ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα έχουν πολύ υψηλές θερμοκρασίεςτήξηκαι βράζει.Για παράδειγμα, το σημείο τήξης του πυριτίου είναι \(1728\) °C, ενώ για τον γραφίτη είναι υψηλότερο - \(4000\) °C. Οι ατομικοί κρύσταλλοι είναι πρακτικά αδιάλυτοι.

Διαμαντένιο κρυσταλλικό πλέγμα

Διαμάντι

Μοριακός ονομάζονται πλέγματα, στους κόμβους των οποίων υπάρχουν μόρια που συνδέονται με ασθενείς διαμοριακές αλληλεπιδράσεις.

Παρά το γεγονός ότι τα άτομα μέσα στα μόρια συνδέονται με πολύ ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς, ασθενείς δυνάμεις διαμοριακής έλξης δρουν μεταξύ των ίδιων των μορίων. Επομένως, οι μοριακοί κρύσταλλοι έχουν χαμηλή αντοχήκαι σκληρότητα, χαμηλά σημεία τήξηςκαι βράζει. Πολλά μοριακές ουσίεςσε θερμοκρασία δωματίου είναι υγρά και αέρια. Τέτοιες ουσίες είναι πτητικές. Για παράδειγμα, το κρυσταλλικό ιώδιο και το στερεό μονοξείδιο του άνθρακα (\(IV\)) ("ξηρός πάγος") εξατμίζονται χωρίς να μετατρέπονται σε υγρή κατάσταση. Ορισμένες μοριακές ουσίες έχουν μυρωδιά.

Αυτός ο τύπος πλέγματος έχει απλές ουσίες σε στερεή κατάσταση συσσωμάτωσης: ευγενή αέρια με μονατομικά μόρια (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn ), καθώς και τα αμέταλλα με δύο και πολυατομικά μόρια (H2, O2, N2, Cl2, I2, O3, P4, S8).

Έχουν μοριακό κρυσταλλικό πλέγμαεπίσης ουσίες με ομοιοπολικούς πολικούς δεσμούς: νερό - πάγος, στερεά αμμωνία, οξέα, οξείδια μη μετάλλων. Η πλειοψηφία ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ είναι επίσης μοριακοί κρύσταλλοι (ναφθαλίνη, ζάχαρη, γλυκόζη).

Οποιαδήποτε ουσία στη φύση, όπως είναι γνωστό, αποτελείται από μικρότερα σωματίδια. Αυτοί, με τη σειρά τους, συνδέονται και σχηματίζουν μια συγκεκριμένη δομή, η οποία καθορίζει τις ιδιότητες μιας συγκεκριμένης ουσίας.

Η ατομική είναι χαρακτηριστική και εμφανίζεται όταν χαμηλές θερμοκρασίεςΚαι υψηλή πίεση του αίματος. Στην πραγματικότητα, ακριβώς χάρη σε αυτό τα μέταλλα και μια σειρά από άλλα υλικά αποκτούν τη χαρακτηριστική τους αντοχή.

Η δομή τέτοιων ουσιών σε μοριακό επίπεδο μοιάζει με ένα κρυσταλλικό πλέγμα, κάθε άτομο στο οποίο συνδέεται με τον γείτονά του με την ισχυρότερη σύνδεση που υπάρχει στη φύση - έναν ομοιοπολικό δεσμό. Όλα τα μικρότερα στοιχεία που σχηματίζουν τις δομές είναι διατεταγμένα με τάξη και με μια ορισμένη περιοδικότητα. Αντιπροσωπεύοντας ένα πλέγμα στις γωνίες του οποίου βρίσκονται τα άτομα, που περιβάλλεται πάντα από τον ίδιο αριθμό δορυφόρων, το ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα πρακτικά δεν αλλάζει τη δομή του. Είναι γνωστό ότι η δομή ενός καθαρού μετάλλου ή κράματος μπορεί να αλλάξει μόνο με θέρμανση. Σε αυτή την περίπτωση, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο ισχυρότεροι είναι οι δεσμοί στο πλέγμα.

Με άλλα λόγια, το ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα είναι το κλειδί για την αντοχή και τη σκληρότητα των υλικών. Ωστόσο, αξίζει να ληφθεί υπόψη ότι η διάταξη των ατόμων σε διάφορες ουσίεςμπορεί επίσης να διαφέρει, το οποίο, με τη σειρά του, επηρεάζει τον βαθμό αντοχής. Έτσι, για παράδειγμα, το διαμάντι και ο γραφίτης, που περιέχουν το ίδιο άτομο άνθρακα, είναι εξαιρετικά διαφορετικά μεταξύ τους όσον αφορά τη δύναμη: το διαμάντι βρίσκεται στη Γη, αλλά ο γραφίτης μπορεί να απολεπιστεί και να σπάσει. Το γεγονός είναι ότι στο κρυσταλλικό πλέγμα του γραφίτη, τα άτομα είναι διατεταγμένα σε στρώματα. Κάθε στρώμα μοιάζει με κηρήθρα, στην οποία τα άτομα άνθρακα ενώνονται μάλλον χαλαρά. Αυτή η δομή προκαλεί πολυεπίπεδη κατάρρευση των καλωδίων μολυβιού: όταν σπάσουν, τμήματα του γραφίτη απλώς ξεκολλάνε. Ένα άλλο πράγμα είναι το διαμάντι, το κρυσταλλικό πλέγμα του οποίου αποτελείται από διεγερμένα άτομα άνθρακα, δηλαδή αυτά που είναι ικανά να σχηματίσουν 4 ισχυρούς δεσμούς. Είναι απλά αδύνατο να καταστραφεί μια τέτοια άρθρωση.

Τα κρυσταλλικά πλέγματα μετάλλων, επιπλέον, έχουν ορισμένα χαρακτηριστικά:

1. Περίοδος πλέγματος- μια ποσότητα που καθορίζει την απόσταση μεταξύ των κέντρων δύο γειτονικών ατόμων, μετρούμενη κατά μήκος της άκρης του πλέγματος. Ο γενικά αποδεκτός προσδιορισμός δεν διαφέρει από αυτόν στα μαθηματικά: τα a, b, c είναι το μήκος, το πλάτος, το ύψος του πλέγματος, αντίστοιχα. Προφανώς, οι διαστάσεις του σχήματος είναι τόσο μικρές που η απόσταση μετριέται στις μικρότερες μονάδες μέτρησης - ένα δέκατο του νανομέτρου ή angstroms.

2. Κ - αριθμός συντονισμού. Ένας δείκτης που καθορίζει την πυκνότητα πλήρωσης των ατόμων μέσα σε ένα μόνο πλέγμα. Αντίστοιχα, η πυκνότητά του είναι μεγαλύτερη, όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός Κ. Στην πραγματικότητα, αυτός ο αριθμός αντιπροσωπεύει τον αριθμό των ατόμων που βρίσκονται όσο το δυνατόν πιο κοντά και σε ίση απόσταση από το άτομο που μελετάμε.

3. Βάση δικτυωτού. Επίσης μια ποσότητα που χαρακτηρίζει την πυκνότητα του πλέγματος. αντιπροσωπεύει συνολικός αριθμόςάτομα που ανήκουν στο συγκεκριμένο κύτταρο που μελετάται.

4. Συντελεστής συμπαγούςμετράται υπολογίζοντας τον συνολικό όγκο του πλέγματος διαιρεμένο με τον όγκο που καταλαμβάνουν όλα τα άτομα σε αυτό. Όπως και οι δύο προηγούμενες, αυτή η τιμή αντανακλά την πυκνότητα του πλέγματος που μελετάται.

Εξετάσαμε μόνο μερικές ουσίες που έχουν ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα. Εν τω μεταξύ, υπάρχουν πάρα πολλοί από αυτούς. Παρά τη μεγάλη ποικιλομορφία του, το κρυσταλλικό ατομικό πλέγμα περιλαμβάνει μονάδες που συνδέονται πάντα με μέσα (πολικά ή μη). Επιπλέον, τέτοιες ουσίες είναι πρακτικά αδιάλυτες στο νερό και χαρακτηρίζονται από χαμηλή θερμική αγωγιμότητα.

Στη φύση, υπάρχουν τρεις τύποι κρυσταλλικών δικτυωμάτων: κυβικά με κέντρο το σώμα, κυβικά με επίκεντρο πρόσωπο και εξαγωνικά κλειστά.

Ας μιλήσουμε για στερεά. Στερεάμπορεί να χωριστεί σε δύο μεγάλες ομάδες: άμορφοςΚαι κρυστάλλινος. Θα τα διαχωρίσουμε σύμφωνα με την αρχή του αν υπάρχει τάξη ή όχι.

ΣΕ άμορφες ουσίεςτα μόρια είναι διατεταγμένα τυχαία. Δεν υπάρχουν μοτίβα στη χωρική τους διάταξη. Ουσιαστικά, οι άμορφες ουσίες είναι πολύ παχύρρευστα υγρά, τόσο παχύρρευστα που είναι στερεά.

Εξ ου και το όνομα: "a-" - αρνητικό σωματίδιο, "morphe" - μορφή. Οι άμορφες ουσίες περιλαμβάνουν: γυαλί, ρητίνες, κερί, παραφίνη, σαπούνι.

Η έλλειψη τάξης στη διάταξη των σωματιδίων προκαλεί φυσικές ιδιότητεςάμορφα σώματα: αυτοί δεν έχουν σταθερά σημεία τήξης. Καθώς θερμαίνονται, το ιξώδες τους μειώνεται σταδιακά και επίσης σταδιακά μετατρέπονται σε υγρή κατάσταση.

Σε αντίθεση με τις άμορφες ουσίες, υπάρχουν κρυσταλλικές ουσίες. Τα σωματίδια μιας κρυσταλλικής ουσίας είναι χωρικά ταξινομημένα. Αυτή η σωστή δομή της χωρικής διάταξης των σωματιδίων σε μια κρυσταλλική ουσία ονομάζεται κρυσταλλικού πλέγματος.

Σε αντίθεση με τα άμορφα σώματα, κρυσταλλικές ουσίεςέχουν σταθερά σημεία τήξης.

Ανάλογα σε ποια σωματίδια βρίσκονται κόμβοι πλέγματος, και ποιες συνδέσεις τα συγκρατούν μεταξύ τους τα διαφοροποιούν: μοριακός, ατομικός, ιωνικόςΚαι μέταλλοσχάρες.

Γιατί είναι θεμελιωδώς σημαντικό να γνωρίζουμε τι είδους κρυσταλλικό πλέγμα έχει μια ουσία; Τι ορίζει; Ολα. Η δομή καθορίζει τον τρόπο χημικές και φυσικές ιδιότητες μιας ουσίας.

Το πιο απλό παράδειγμα: DNA. Σε όλους τους οργανισμούς στη γη είναι χτισμένο από το ίδιο σύνολο δομικά στοιχεία: τέσσερις τύποι νουκλεοτιδίων. Και τι ποικιλία ζωής. Όλα αυτά καθορίζονται από τη δομή: τη σειρά με την οποία είναι διατεταγμένα αυτά τα νουκλεοτίδια.

Μοριακό κρυσταλλικό πλέγμα.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το νερό σε στερεή κατάσταση (πάγος). Ολόκληρα μόρια βρίσκονται σε θέσεις πλέγματος. Και κρατήστε τα μαζί διαμοριακές αλληλεπιδράσεις: δεσμοί υδρογόνου, δυνάμεις van der Waals.

Αυτοί οι δεσμοί είναι αδύναμοι, επομένως το μοριακό πλέγμα είναι το πιο εύθραυστο, το σημείο τήξης τέτοιων ουσιών είναι χαμηλό.

Καλός διαγνωστικό σημάδι: αν μια ουσία έχει φυσιολογικές συνθήκεςυγρή ή αέρια κατάσταση και/ή έχει οσμή - τότε πιθανότατα αυτή η ουσία έχει μοριακό κρυσταλλικό πλέγμα. Άλλωστε, η υγρή και η αέρια κατάσταση είναι συνέπεια του γεγονότος ότι τα μόρια στην επιφάνεια του κρυστάλλου δεν προσκολλώνται καλά (οι δεσμοί είναι αδύναμοι). Και είναι «ξεσπασμένοι». Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται μεταβλητότητα. Και τα ξεφουσκωμένα μόρια, που διαχέονται στον αέρα, φτάνουν στα οσφρητικά μας όργανα, η οποία υποκειμενικά γίνεται αισθητή ως μυρωδιά.

Έχουν ένα μοριακό κρυσταλλικό πλέγμα:

1. Μερικές απλές ουσίες αμέταλλων: I 2, P, S (δηλαδή όλα τα αμέταλλα που δεν έχουν ατομικό πλέγμα).
2. Σχεδόν όλοι οργανική ύλη (εκτός από τα άλατα).
3. Και όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι ουσίες υπό κανονικές συνθήκες είναι υγρές ή αέριες (είναι κατεψυγμένες) ή/και άοσμες (NH 3, O 2, H 2 O, οξέα, CO 2).

Ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα.

Στους κόμβους του ατομικού κρυσταλλικού πλέγματος, σε αντίθεση με το μοριακό, υπάρχουν μεμονωμένα άτομα. Αποδεικνύεται ότι το πλέγμα συγκρατείται με ομοιοπολικούς δεσμούς (εξάλλου είναι αυτοί που δεσμεύουν ουδέτερα άτομα).

Κλασικό παράδειγμα είναι το πρότυπο αντοχής και σκληρότητας - διαμάντι (από τη χημική του φύση είναι μια απλή ουσία - άνθρακας). Επαφές: ομοιοπολική μη πολική, αφού το πλέγμα σχηματίζεται μόνο από άτομα άνθρακα.

Αλλά, για παράδειγμα, σε έναν κρύσταλλο χαλαζία ( χημική φόρμουλαεκ των οποίων SiO 2) είναι άτομα Si και O. Επομένως οι δεσμοί ομοιοπολική πολική.

Φυσικές ιδιότητες ουσιών με ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα:

1. δύναμη, σκληρότητα
2. υψηλά σημεία τήξης (ανθεκτικότητα)
3. μη πτητικές ουσίες
4. αδιάλυτο (ούτε στο νερό ούτε σε άλλους διαλύτες)

Όλες αυτές οι ιδιότητες οφείλονται στην αντοχή των ομοιοπολικών δεσμών.

Υπάρχουν λίγες ουσίες σε ένα ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα. Δεν υπάρχει συγκεκριμένο μοτίβο, οπότε πρέπει απλώς να τα θυμάστε:

1. Αλλοτροπικές τροποποιήσεις άνθρακα (C): διαμάντι, γραφίτης.
2. Βόριο (Β), πυρίτιο (Si), γερμάνιο (Ge).
3. Μόνο δύο αλλοτροπικές τροποποιήσεις του φωσφόρου έχουν ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα: ο κόκκινος φώσφορος και ο μαύρος φώσφορος. (ο λευκός φώσφορος έχει μοριακό κρυσταλλικό πλέγμα).
4. SiC – καρβορούνδιο (καρβίδιο του πυριτίου).
5. BN – νιτρίδιο βορίου.
6. Πυρίτιο, κρύσταλλο βράχου, χαλαζία, άμμος ποταμού - όλες αυτές οι ουσίες έχουν τη σύνθεση SiO 2.
7. Κορούνδιο, ρουμπίνι, ζαφείρι - αυτές οι ουσίες έχουν τη σύνθεση Al 2 O 3.

Σίγουρα τίθεται το ερώτημα: Το C είναι και διαμάντι και γραφίτης. Αλλά είναι τελείως διαφορετικά: ο γραφίτης είναι αδιαφανής, λερώνει και αγώγει τον ηλεκτρισμό, ενώ το διαμάντι είναι διαφανές, δεν λερώνει και δεν άγει ηλεκτρισμό. Διαφέρουν ως προς τη δομή.

Και τα δύο είναι ατομικό πλέγμα, αλλά διαφορετικά. Επομένως, οι ιδιότητες είναι διαφορετικές.

Ιωνικό κρυσταλλικό πλέγμα.

Κλασικό παράδειγμα: άλας: NaCl. Στους κόμβους του πλέγματος υπάρχουν μεμονωμένα ιόντα: Na + και Cl – . Το πλέγμα συγκρατείται στη θέση του από ηλεκτροστατικές δυνάμεις έλξης μεταξύ των ιόντων (το «συν» έλκεται στο «μείον»), δηλαδή ιοντικός δεσμός.

Τα ιοντικά κρυσταλλικά πλέγματα είναι αρκετά ισχυρά, αλλά εύθραυστα· οι θερμοκρασίες τήξης τέτοιων ουσιών είναι αρκετά υψηλές (υψηλότερες από εκείνες των μεταλλικών δικτυωμάτων, αλλά χαμηλότερες από εκείνες των ουσιών με ατομικό πλέγμα). Πολλά είναι διαλυτά στο νερό.

Κατά κανόνα, δεν υπάρχουν προβλήματα με τον προσδιορισμό του πλέγματος ιοντικών κρυστάλλων: όπου υπάρχει ιοντικός δεσμός, υπάρχει και ιοντικό πλέγμα κρυστάλλων. Αυτό: όλα τα άλατα, οξείδια μετάλλων, αλκάλια(και άλλα βασικά υδροξείδια).

Μεταλλικό κρυσταλλικό πλέγμα.

Το μεταλλικό πλέγμα πωλείται σε απλές ουσίες μέταλλα. Νωρίτερα είπαμε ότι όλο το μεγαλείο του μεταλλικού δεσμού μπορεί να γίνει κατανοητό μόνο σε συνδυασμό με το μεταλλικό κρυσταλλικό πλέγμα. Ήρθε η ώρα.

Η κύρια ιδιότητα των μετάλλων: ηλεκτρόνια πάνω εξωτερικό επίπεδο ενέργειαςΔεν συγκρατούνται καλά, έτσι δίνονται εύκολα. Έχοντας χάσει ένα ηλεκτρόνιο, το μέταλλο μετατρέπεται σε ένα θετικά φορτισμένο ιόν - ένα κατιόν:

Na 0 – 1e → Na +

Σε ένα μεταλλικό κρυσταλλικό πλέγμα, διεργασίες απελευθέρωσης και κέρδους ηλεκτρονίων συμβαίνουν συνεχώς: ένα ηλεκτρόνιο απομακρύνεται από ένα άτομο μετάλλου σε μια θέση πλέγματος. Σχηματίζεται ένα κατιόν. Το αποσπασμένο ηλεκτρόνιο έλκεται από ένα άλλο κατιόν (ή το ίδιο): σχηματίζεται ξανά ένα ουδέτερο άτομο.

Οι κόμβοι ενός μεταλλικού κρυσταλλικού πλέγματος περιέχουν τόσο ουδέτερα άτομα όσο και μεταλλικά κατιόντα. Και τα ελεύθερα ηλεκτρόνια ταξιδεύουν μεταξύ των κόμβων:

Αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια ονομάζονται αέρια ηλεκτρονίων. Καθορίζουν τις φυσικές ιδιότητες απλών μεταλλικών ουσιών:

1. θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα
2. μεταλλική λάμψη
3. ελατότητα, ολκιμότητα

Αυτός είναι ένας μεταλλικός δεσμός: τα μεταλλικά κατιόντα έλκονται από ουδέτερα άτομα και τα ελεύθερα ηλεκτρόνια τα «κολλάνε» όλα μαζί.

Πώς να προσδιορίσετε τον τύπο του κρυσταλλικού πλέγματος.

Π.ΜΙΚΡΟ.Υπάρχει κάτι μέσα σχολικό πρόγραμμα σπουδώνκαι το πρόγραμμα Εξετάσεων Ενιαίας Πολιτείας για αυτό το θέμα είναι κάτι με το οποίο δεν συμφωνούμε απόλυτα. Δηλαδή: η γενίκευση ότι οποιοσδήποτε δεσμός μετάλλου-μη μετάλλου είναι ιονικός δεσμός. Αυτή η υπόθεση έγινε εσκεμμένα, προφανώς για να απλοποιηθεί το πρόγραμμα. Αυτό όμως οδηγεί σε παραμόρφωση. Το όριο μεταξύ ιοντικών και ομοιοπολικών δεσμών είναι αυθαίρετο. Κάθε δεσμός έχει το δικό του ποσοστό «ιονικότητας» και «ομοιοπολικότητας». Ο δεσμός με ένα μέταλλο χαμηλής ενεργότητας έχει μικρό ποσοστό «ιονικότητας»· μοιάζει περισσότερο με ομοιοπολικό. Αλλά σύμφωνα με το πρόγραμμα των Ενιαίων Κρατικών Εξετάσεων, «στρογγυλοποιείται» προς το ιοντικό. Αυτό προκαλεί μερικές φορές παράλογα πράγματα. Για παράδειγμα, το Al 2 O 3 είναι μια ουσία με ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα. Για τι είδους ιονισμό μιλάμε εδώ; Μόνο ένας ομοιοπολικός δεσμός μπορεί να συγκρατήσει τα άτομα μαζί με αυτόν τον τρόπο. Αλλά σύμφωνα με το πρότυπο μετάλλου-μη μετάλλου, ταξινομούμε αυτόν τον δεσμό ως ιοντικό. Και έχουμε μια αντίφαση: το πλέγμα είναι ατομικό, αλλά ο δεσμός είναι ιοντικός. Σε αυτό οδηγεί η υπεραπλούστευση.

Όπως ήδη γνωρίζουμε, μια ουσία μπορεί να υπάρχει σε τρεις καταστάσεις συσσωμάτωσης: αεριώδης, σκληράΚαι υγρό. Οξυγόνο, το οποίο φυσιολογικές συνθήκεςείναι σε αέρια κατάσταση, σε θερμοκρασία -194 ° C μετατρέπεται σε γαλαζωπό υγρό και σε θερμοκρασία -218,8 ° C μετατρέπεται σε μια μάζα που μοιάζει με χιόνι με μπλε κρυστάλλους.

Το εύρος θερμοκρασίας για την ύπαρξη μιας ουσίας σε στερεή κατάσταση καθορίζεται από τα σημεία βρασμού και τήξης. Στερεάυπάρχουν κρυστάλλινοςΚαι άμορφος.

U άμορφες ουσίεςδεν υπάρχει σταθερό σημείο τήξης - όταν θερμαίνονται, σταδιακά μαλακώνουν και μετατρέπονται σε ρευστή κατάσταση. Σε αυτή την κατάσταση, για παράδειγμα, βρίσκονται διάφορες ρητίνες και πλαστελίνη.

Κρυσταλλικές ουσίεςΔιακρίνονται από την κανονική διάταξη των σωματιδίων από τα οποία αποτελούνται: άτομα, μόρια και ιόντα, σε αυστηρά καθορισμένα σημεία του χώρου. Όταν αυτά τα σημεία συνδέονται με ευθείες γραμμές, δημιουργείται ένα χωρικό πλαίσιο, που ονομάζεται κρυσταλλικό πλέγμα. Τα σημεία στα οποία βρίσκονται τα κρυσταλλικά σωματίδια ονομάζονται κόμβοι πλέγματος.

Οι κόμβοι του πλέγματος φανταζόμαστε ότι μπορούν να περιέχουν ιόντα, άτομα και μόρια. Αυτά τα σωματίδια εκτελούν ταλαντευτικές κινήσεις. Όταν αυξάνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται και το εύρος αυτών των ταλαντώσεων, γεγονός που οδηγεί σε θερμική διαστολή των σωμάτων.

Ανάλογα με τον τύπο των σωματιδίων που βρίσκονται στους κόμβους του κρυσταλλικού πλέγματος και τη φύση της μεταξύ τους σύνδεσης, διακρίνονται τέσσερις τύποι κρυσταλλικών δικτυωμάτων: ιωνικός, ατομικός, μοριακόςΚαι μέταλλο.

ιωνικόςΑυτά ονομάζονται κρυσταλλικά πλέγματα στα οποία τα ιόντα βρίσκονται στους κόμβους. Σχηματίζονται από ουσίες με ιοντικούς δεσμούς, οι οποίοι μπορούν να δεσμεύουν τόσο απλά ιόντα Na+, Cl- και σύνθετα SO24-, OH-. Έτσι, τα ιοντικά κρυσταλλικά πλέγματα έχουν άλατα, μερικά οξείδια και υδροξύλια μετάλλων, δηλ. εκείνες τις ουσίες στις οποίες υπάρχει ιονικός χημικός δεσμός. Θεωρήστε έναν κρύσταλλο χλωριούχου νατρίου· αποτελείται από θετικά εναλλασσόμενα ιόντα Na+ και αρνητικά CL-, μαζί σχηματίζουν ένα πλέγμα σε σχήμα κύβου. Οι δεσμοί μεταξύ ιόντων σε έναν τέτοιο κρύσταλλο είναι εξαιρετικά σταθεροί. Εξαιτίας αυτού, οι ουσίες με ιοντικό πλέγμα έχουν σχετικά υψηλή αντοχή και σκληρότητα· είναι πυρίμαχες και μη πτητικές.

ΑτομικόςΤα κρυσταλλικά πλέγματα είναι εκείνα τα κρυσταλλικά πλέγματα των οποίων οι κόμβοι περιέχουν μεμονωμένα άτομα. Σε τέτοια πλέγματα, τα άτομα συνδέονται μεταξύ τους με πολύ ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς. Για παράδειγμα, το διαμάντι είναι μια από τις αλλοτροπικές τροποποιήσεις του άνθρακα.

Ουσίες με ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα δεν είναι πολύ συνηθισμένες στη φύση. Αυτά περιλαμβάνουν το κρυσταλλικό βόριο, το πυρίτιο και το γερμάνιο, καθώς και σύνθετες ουσίες, για παράδειγμα εκείνες που περιέχουν οξείδιο του πυριτίου (IV) - SiO 2: πυρίτιο, χαλαζία, άμμο, βραχ κρύσταλλο.

Η συντριπτική πλειοψηφία των ουσιών με ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα έχει πολύ υψηλά σημεία τήξης (για το διαμάντι υπερβαίνει τους 3500 ° C), τέτοιες ουσίες είναι ισχυρές και σκληρές, πρακτικά αδιάλυτες.

ΜοριακόςΑυτά ονομάζονται κρυσταλλικά πλέγματα στα οποία τα μόρια βρίσκονται στους κόμβους. Οι χημικοί δεσμοί σε αυτά τα μόρια μπορεί επίσης να είναι πολικοί (HCl, H 2 0) ή μη πολικοί (N 2, O 3). Και παρόλο που τα άτομα μέσα στα μόρια συνδέονται με πολύ ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς, ασθενείς δυνάμεις διαμοριακής έλξης δρουν μεταξύ των ίδιων των μορίων. Γι' αυτό οι ουσίες με μοριακά κρυσταλλικά πλέγματα χαρακτηρίζονται από χαμηλή σκληρότητα, χαμηλό σημείο τήξης και πτητότητα.

Παραδείγματα τέτοιων ουσιών περιλαμβάνουν στερεό νερό - πάγος, στερεό μονοξείδιο του άνθρακα (IV) - "ξηρός πάγος", στερεό υδροχλώριο και υδρόθειο, στερεές απλές ουσίες που σχηματίζονται από ένα - (ευγενή αέρια), δύο - (H 2, O 2, CL2, N2, I2), τρία - (O 3), τέσσερα - (P 4), οκτώ-ατομικά (S 8) μόρια. Η συντριπτική πλειοψηφία των στερεών οργανικών ενώσεων έχει μοριακά κρυσταλλικά πλέγματα (ναφθαλίνη, γλυκόζη, ζάχαρη).

ιστοσελίδα, όταν αντιγράφετε υλικό εν όλω ή εν μέρει, απαιτείται σύνδεσμος προς την πηγή.