Hanno lo stesso tipo di reticoli cristallini. Reticoli cristallini

La chimica è una scienza straordinaria. Si può trovare così tanto incredibile in cose apparentemente ordinarie.

Tutto il materiale che ci circonda ovunque esiste in diversi stati di aggregazione: gas, liquidi e solidi. Gli scienziati hanno anche isolato il 4° plasma. Ad una certa temperatura, una sostanza può passare da uno stato all'altro. Ad esempio, l'acqua: se riscaldata sopra i 100, da una forma liquida, si trasforma in vapore. A temperature inferiori a 0, passa nella successiva struttura aggregata: il ghiaccio.

Totale mondo materiale ha nella sua composizione una massa di particelle identiche che sono interconnesse. Questi elementi più piccoli sono rigorosamente disposti nello spazio e formano la cosiddetta struttura spaziale.

Definizione

Un reticolo cristallino è una struttura speciale di una sostanza solida, in cui le particelle si trovano in un ordine geometricamente rigoroso nello spazio. È possibile rilevare nodi in esso - luoghi in cui si trovano gli elementi: atomi, ioni e molecole e spazio internodale.

Solidi, a seconda dell'intervallo di alte e basse temperature, sono cristalline o amorfe - sono caratterizzate dall'assenza di un punto di fusione specifico. Se esposti a temperature elevate, si ammorbidiscono e si trasformano gradualmente in una forma liquida. Tali sostanze includono: resina, plastilina.

A questo proposito, può essere suddiviso in diversi tipi:

• atomico;
• ionico;
• molecolare;
• metallo.

Ma a temperature diverse, una sostanza può avere varie forme e presentano una varietà di proprietà. Questo fenomeno è chiamato modificazione allotropica.

Tipo atomico

In questo tipo, gli atomi dell'una o dell'altra sostanza si trovano nei nodi, che sono collegati da legami covalenti. Questo tipo di legame è formato da una coppia di elettroni di due atomi vicini. Per questo motivo, sono collegati in modo uniforme e in un ordine rigoroso.

Le sostanze con un reticolo cristallino atomico sono caratterizzate dalle seguenti proprietà: resistenza e alto punto di fusione. Questo tipo di legame è presente nel diamante, nel silicio e nel boro..

Tipo ionico

Gli ioni di carica opposta si trovano nei nodi che creano un campo elettromagnetico che caratterizza Proprietà fisiche sostanze. Questi includeranno: conducibilità elettrica, refrattarietà, densità e durezza. Il sale da tavola e il nitrato di potassio sono caratterizzati dalla presenza di un reticolo cristallino ionico.

Da non perdere: Meccanismo educativo, Casi di studio.

Tipo molecolare

In siti di questo tipo sono presenti ioni legati tra loro dalle forze di van der Waals. A causa di deboli legami intermolecolari, tali sostanze, ad esempio ghiaccio, anidride carbonica e paraffina, sono caratterizzate da plasticità, conduttività elettrica e termica.

tipo metallico

Nella sua struttura ricorda quella molecolare, ma ha ancora legami più forti. La differenza di questo tipo è che i cationi caricati positivamente si trovano nei suoi nodi. Gli elettroni che si trovano nell'interstiziale spazio, partecipano alla formazione di un campo elettrico. Sono anche chiamati gas elettrico.

I metalli semplici e le leghe sono caratterizzati da un tipo di reticolo metallico. Sono caratterizzati dalla presenza di lucentezza metallica, plasticità, conducibilità termica ed elettrica. Possono sciogliersi a diverse temperature.

Indietro avanti

Attenzione! L'anteprima della diapositiva è solo a scopo informativo e potrebbe non rappresentare l'intera estensione della presentazione. Se siete interessati questo lavoro si prega di scaricare la versione completa.

Tipo di lezione: Combinato.

Lo scopo della lezione: Creare le condizioni per la formazione della capacità degli studenti di stabilire una dipendenza causale delle proprietà fisiche delle sostanze dal tipo di legame chimico e dal tipo di reticolo cristallino, per prevedere il tipo di reticolo cristallino in base alle proprietà fisiche di una sostanza.

Obiettivi della lezione:

• Formare concetti sullo stato cristallino e amorfo dei solidi, far conoscere agli studenti vari tipi di reticoli cristallini, stabilire la dipendenza delle proprietà fisiche di un cristallo dalla natura del legame chimico nel cristallo e dal tipo di reticolo cristallino, fornire agli studenti nozioni di base sull'influenza della natura dei legami chimici e dei tipi di reticoli cristallini sulle proprietà della materia.
• Continuare la formazione della visione del mondo degli studenti, considerare l'influenza reciproca dei componenti delle particelle intere strutturali delle sostanze, a seguito della quale compaiono nuove proprietà, sviluppare la capacità di organizzare le proprie lavoro educativo, seguire le regole del lavoro di squadra.
• Sviluppare interesse conoscitivo scolari, utilizzando situazioni problematiche;

Attrezzatura: Sistema periodico di D.I. Mendeleev, collezione "Metalli", non metalli: zolfo, grafite, fosforo rosso, silicio cristallino, iodio; Presentazione "Tipi di reticoli cristallini", modelli di reticoli cristallini tipi diversi(sale, diamante e grafite, anidride carbonica e iodio, metalli), campioni di plastica e prodotti derivati, vetro, plastilina, computer, proiettore.

Durante le lezioni

1. Momento organizzativo.

L'insegnante saluta gli studenti, aggiusta gli assenti.

2. Verifica delle conoscenze sugli argomenti” Legame chimico. Il grado di ossidazione”.

Lavoro indipendente(15 minuti)

3. Imparare nuovo materiale.

L'insegnante annuncia l'argomento della lezione e lo scopo della lezione. (Diapositiva 1,2)

Gli studenti scrivono sul quaderno la data e l'argomento della lezione.

Aggiornamento delle conoscenze.

L'insegnante pone alla classe delle domande:

1. Quali tipi di particelle conosci? Ioni, atomi e molecole hanno cariche?
2. Quali tipi di legami chimici conosci?
3. Quali sono gli stati di aggregazione delle sostanze?

Insegnante:“Qualsiasi sostanza può essere gassosa, liquida e solida. Ad esempio, l'acqua. In condizioni normali, è un liquido, ma può essere vapore e ghiaccio. Oppure l'ossigeno in condizioni normali è un gas, a una temperatura di -1940 C si trasforma in un liquido colore blu, e ad una temperatura di -218,8 ° C si indurisce in una massa simile alla neve costituita da cristalli di colore blu. In questa lezione considereremo lo stato solido delle sostanze: amorfo e cristallino. (Diapositiva 3)

Insegnante: le sostanze amorfe non hanno un chiaro punto di fusione: quando riscaldate, si ammorbidiscono gradualmente e diventano fluide. Le sostanze amorfe includono, ad esempio, il cioccolato, che si scioglie sia nelle mani che in bocca; gomma da masticare, plastilina, cera, plastica (sono mostrati esempi di tali sostanze). (Diapositiva 7)

Le sostanze cristalline hanno un chiaro punto di fusione e, soprattutto, sono caratterizzate dalla corretta disposizione delle particelle in punti strettamente definiti nello spazio. (Diapositive 5,6) Quando questi punti sono collegati da linee rette, si forma una cornice spaziale, chiamata reticolo cristallino. I punti in cui si trovano le particelle di cristallo sono chiamati nodi reticolari.

Gli studenti annotano la definizione su un quaderno: “Un reticolo cristallino è un insieme di punti nello spazio in cui si trovano le particelle che formano un cristallo. I punti in cui si trovano le particelle del cristallo sono chiamati nodi del reticolo.

A seconda di quali tipi di particelle si trovano nei nodi di questo reticolo, ci sono 4 tipi di reticoli. (Diapositiva 8) Se ci sono ioni nei nodi del reticolo cristallino, allora tale reticolo è chiamato ionico.

L'insegnante pone domande agli studenti:

- Cosa si chiamerà reticolo cristallino, nei cui nodi ci sono atomi, molecole?

Ma ci sono reticoli cristallini, nei cui nodi ci sono sia atomi che ioni. Tali reticoli sono chiamati metallo.

Ora compileremo la tabella: "Reticoli cristallini, tipo di legame e proprietà delle sostanze". Nel corso della compilazione della tabella, stabiliremo la relazione tra il tipo di reticolo, il tipo di connessione tra le particelle e le proprietà fisiche dei solidi.

Considera il primo tipo di reticolo cristallino, che è chiamato ionico. (Diapositiva 9)

Qual è il legame chimico in queste sostanze?

Guarda il reticolo cristallino ionico (viene mostrato un modello di tale reticolo). Ai suoi nodi ci sono ioni caricati positivamente e negativamente. Ad esempio, un cristallo di cloruro di sodio è costituito da ioni sodio positivi e ioni cloruro negativi in ​​un reticolo a forma di cubo. Le sostanze con un reticolo cristallino ionico includono sali, ossidi e idrossidi di metalli tipici. Le sostanze con un reticolo cristallino ionico hanno elevata durezza e resistenza, sono refrattarie e non volatili.

Insegnante: Le proprietà fisiche delle sostanze con un reticolo cristallino atomico sono le stesse di quelle delle sostanze con un reticolo cristallino ionico, ma spesso in superlativi- molto duro, molto resistente. Diamante, in cui il reticolo cristallino atomico è la sostanza più dura di tutte le sostanze naturali. Serve come standard di durezza, che, secondo un sistema a 10 punti, è valutato con il punteggio più alto di 10. (Diapositiva 10). Secondo questo tipo di reticolo cristallino, tu stesso farai informazione necessaria nella tabella, avendo lavorato in modo indipendente con il libro di testo.

Insegnante: Consideriamo il 3 ° tipo di reticolo cristallino, che si chiama metallico. (Diapositive 11,12) Ai nodi di un tale reticolo ci sono atomi e ioni, tra i quali gli elettroni si muovono liberamente, legandoli in un unico insieme.

Come struttura interna metalli e ne determina le proprietà fisiche caratteristiche.

Insegnante: Quali proprietà fisiche dei metalli conosci? (duttilità, plasticità, conducibilità elettrica e termica, lucentezza metallica).

Insegnante: In quali gruppi sono divise tutte le sostanze per struttura? (Diapositiva 12)

Consideriamo il tipo di reticolo cristallino posseduto da sostanze ben note come acqua, anidride carbonica, ossigeno, azoto e altre. Si chiama molecolare. (Diapositiva 14)

Quali particelle si trovano ai nodi di questo reticolo?

Il legame chimico nelle molecole che si trovano nei siti del reticolo può essere sia covalente polare che covalente non polare. Nonostante il fatto che gli atomi all'interno della molecola siano legati da legami covalenti molto forti, tra le molecole stesse agiscono deboli forze di attrazione intermolecolare. Pertanto, le sostanze con un reticolo cristallino molecolare hanno una bassa durezza, bassi punti di fusione e sono volatili. Quando sostanze gassose o liquide condizioni speciali diventano solidi, quindi hanno un reticolo cristallino molecolare. Esempi di tali sostanze possono essere acqua solida - ghiaccio, anidride carbonica solida - ghiaccio secco. Tale reticolo ha naftalene, che viene utilizzato per proteggere i prodotti di lana dalle tarme.

– Quali proprietà del reticolo cristallino molecolare determinano l'uso del naftalene? (volatilità). Come puoi vedere, il reticolo cristallino molecolare può avere non solo solido semplice sostanze: gas nobili, H 2, O 2, N 2, I 2, O 3, fosforo bianco P 4, ma e complesso: acqua solida, acido cloridrico solido e acido solfidrico. Il più solido composti organici hanno reticoli cristallini molecolari (naftalene, glucosio, zucchero).

I siti del reticolo contengono molecole non polari o polari. Nonostante il fatto che gli atomi all'interno delle molecole siano legati da forti legami covalenti, tra le molecole stesse agiscono forze deboli di interazione intermolecolare.

Conclusione: le sostanze sono fragili, hanno una bassa durezza, bassa temperatura sciogliersi, volare.

Domanda: quale processo si chiama sublimazione o sublimazione?

Risposta: La transizione di una sostanza da uno stato solido di aggregazione immediatamente a uno stato gassoso, bypassando lo stato liquido, è chiamata sublimazione o sublimazione.

Dimostrazione dell'esperienza: sublimazione dello iodio

Quindi gli studenti, a turno, nominano le informazioni che hanno annotato nella tabella.

Reticoli cristallini, tipo di legame e proprietà delle sostanze.

Tipo di reticolo	Tipi di particelle nei siti del reticolo	Tipo di comunicazione tra particelle	Esempi di sostanza	Proprietà fisiche delle sostanze
Ionico	ioni	Ionico: forte legame	Sali, alogenuri (IA, IIA), ossidi e idrossidi di metalli tipici	Solido, forte, non volatile, fragile, refrattario, molti solubili in acqua, fonde conducono elettricità
Atomico	atomi	1. Covalente non polare: il legame è molto forte 2. Polare covalente: il legame è molto forte	Sostanze semplici UN: diamante (C), grafite (C), boro (B), silicio (Si). Sostanze complesse : ossido di alluminio (Al 2 O 3), ossido di silicio (IV) - SiO 2	Molto duro, molto refrattario, forte, non volatile, insolubile in acqua
Molecolare	molecole	Tra molecole - forze deboli attrazione intermolecolare, ma all'interno delle molecole - un forte legame covalente	Solidi in condizioni speciali, che in condizioni ordinarie sono gas o liquidi (O 2 , H 2 , Cl 2 , N 2 , Br 2 , H 2 O, CO 2 , HCl); zolfo, fosforo bianco, iodio; materia organica	Fragili, volatili, fusibili, capaci di sublimazione, hanno una piccola durezza
metallo	ioni atomi	Metallo: forza diversa	Metalli e leghe	Malleabile, ha brillantezza, duttilità, conduzione termica ed elettrica

Insegnante: Cosa possiamo concludere dal lavoro svolto sul tavolo?

Conclusione 1: Le proprietà fisiche delle sostanze dipendono dal tipo di reticolo cristallino. Composizione di una sostanza → Tipo di legame chimico → Tipo di reticolo cristallino → Proprietà delle sostanze . (Diapositiva 18).

Domanda: In quale tipo di reticolo cristallino di cui sopra non si trova sostanze semplici OH?

Risposta: Reticoli cristallini ionici.

Domanda: Quali reticoli cristallini sono tipici delle sostanze semplici?

Risposta: Per sostanze semplici - metalli - metallici cella di cristallo; per non metalli - atomico o molecolare.

Lavora con il sistema periodico di D.I. Mendeleev.

Domanda: Dove sono gli elementi metallici nella tavola periodica e perché? Gli elementi sono non metalli e perché?

Risposta : Se disegniamo una diagonale dal boro all'astato, nell'angolo in basso a sinistra di questa diagonale ci saranno elementi metallici, perché. all'ultimo livello di energia, contengono da uno a tre elettroni. Questi sono elementi I A, II A, III A (tranne il boro), così come stagno e piombo, antimonio e tutti gli elementi dei sottogruppi secondari.

Gli elementi non metallici si trovano nell'angolo in alto a destra di questa diagonale, perché all'ultimo livello di energia contengono da quattro a otto elettroni. Si tratta degli elementi IV A, V A, VI A, VII A, VIII A e boro.

Insegnante: Troviamo elementi non metallici in cui le sostanze semplici hanno un reticolo cristallino atomico (Risposta: C, B, Si) e molecolare ( Risposta: N, S, O , alogeni e gas nobili )

Insegnante: Formulare una conclusione su come determinare il tipo di reticolo cristallino di una sostanza semplice, a seconda della posizione degli elementi nel sistema periodico di D.I. Mendeleev.

Risposta: Per gli elementi metallici che sono in I A, II A, IIIA (ad eccezione del boro), così come stagno e piombo, e tutti gli elementi di sottogruppi secondari in una sostanza semplice, il tipo di reticolo è metallico.

Per elementi non metallici IV A e boro in una sostanza semplice, il reticolo cristallino è atomico; e gli elementi V A, VI A, VII A, VIII A nelle sostanze semplici hanno un reticolo cristallino molecolare.

Continuiamo a lavorare con la tabella completata.

Insegnante: Guarda attentamente il tavolo. Quale schema si osserva?

Ascoltiamo attentamente le risposte degli studenti, dopodiché traiamo una conclusione insieme alla classe. Conclusione 2 (diapositiva 17)

4. Fissaggio del materiale.

Test (autocontrollo):

Sostanze che hanno un reticolo cristallino molecolare, di regola:
a) Refrattario e altamente solubile in acqua
b) Fusibile e volatile
c) Solido ed elettricamente conduttivo
d) Termoconduttivo e plastico

Il concetto di "molecola" non è applicabile in relazione all'unità strutturale di una sostanza:
a) Acqua
b) Ossigeno
c) Diamante
d) Ozono

Il reticolo cristallino atomico è caratteristico per:
a) Alluminio e grafite
b) Zolfo e iodio
c) Ossido di silicio e cloruro di sodio
d) Diamante e boro

Se una sostanza è altamente solubile in acqua, ha un alto punto di fusione ed è elettricamente conduttiva, allora il suo reticolo cristallino:
a) Molecolare
b) Nucleare
c) Ionico
d) metallo

5. Riflessione.

6. Compiti a casa.

Descrivi ogni tipo di reticolo cristallino secondo il piano: Cosa c'è nei nodi del reticolo cristallino, unità strutturale → Tipo di legame chimico tra le particelle del nodo → Forze di interazione tra particelle cristalline → Proprietà fisiche dovute al reticolo cristallino → Stato aggregato della materia in condizioni normali → Esempi.

Secondo le formule delle sostanze date: SiC, CS 2 , NaBr, C 2 H 2 - determinare il tipo di reticolo cristallino (ionico, molecolare) di ciascun composto e, sulla base di ciò, descrivere le proprietà fisiche previste di ciascuno dei quattro sostanze.

I legami tra gli ioni in un cristallo sono molto forti e stabili, pertanto le sostanze con un reticolo ionico hanno elevata durezza e resistenza, sono refrattarie e non volatili.

Le sostanze con un reticolo cristallino ionico hanno le seguenti proprietà:

1. Durezza e resistenza relativamente elevate;

2. Fragilità;

3. Resistenza al calore;

4. Refrattarietà;

5. Non volatile.

Esempi: sali - cloruro di sodio, carbonato di potassio, basi - idrossido di calcio, idrossido di sodio.

4. Il meccanismo di formazione di un legame covalente (scambio e donatore-accettore).

Ogni atomo tende a completare il suo livello elettronico esterno per ridurre l'energia potenziale. Pertanto, il nucleo di un atomo è attratto a se stesso dalla densità elettronica di un altro atomo e, viceversa, le nuvole di elettroni di due atomi vicini si sovrappongono.

Dimostrazione di un'applicazione e di uno schema per la formazione di un legame chimico apolare covalente in una molecola di idrogeno. (Gli studenti scrivono e disegnano diagrammi).

Conclusione: il legame tra gli atomi in una molecola di idrogeno viene effettuato attraverso una coppia di elettroni comune. Tale legame è chiamato legame covalente.

Quale legame si chiama covalente non polare? (Libro di testo pag. 33).

Elaborazione di formule elettroniche di molecole di sostanze semplici di non metalli:

CI CI è la formula elettronica della molecola di cloro,

CI -- CI è la formula strutturale della molecola di cloro.

N N è la formula elettronica della molecola di azoto,

N ≡ N - formula strutturale della molecola di azoto.

Elettronegatività. Legami covalenti polari e apolari. Molteplicità di un legame covalente.

Ma le molecole possono anche formare diversi atomi di non metalli, nel qual caso la coppia di elettroni comune si sposterà in un elemento chimico più elettronegativo.

Studia il materiale del libro di testo a pagina 34

Conclusione: i metalli hanno un valore di elettronegatività inferiore rispetto ai non metalli. Ed è molto diverso tra loro.

Dimostrazione di uno schema per la formazione di un legame covalente polare in una molecola di acido cloridrico.

La coppia di elettroni condivisa è polarizzata verso il cloro, che è più elettronegativo. Quindi questo è un legame covalente. È formato da atomi la cui elettronegatività non differisce molto, quindi è un legame polare covalente.

Compilazione di formule elettroniche di ioduro di idrogeno e molecole d'acqua:

H J - formula elettronica della molecola di iodio idrogeno,

H → J è la formula strutturale della molecola di ioduro di idrogeno.

HO è la formula elettronica della molecola d'acqua,

H → O - formula strutturale della molecola d'acqua.

Lavoro indipendente con il libro di testo: scrivi la definizione di elettronegatività.

Reticoli cristallini molecolari e atomici. Proprietà delle sostanze con reticoli cristallini molecolari e atomici

Lavoro indipendente con il libro di testo.

Domande per l'autocontrollo

Un atomo il cui elemento chimico ha una carica nucleare di +11

- Annotare lo schema della struttura elettronica dell'atomo di sodio

– Lo strato esterno è completo?

– Come completare il riempimento dello strato di elettroni?

- Disegna un diagramma del rinculo di un elettrone

– Confronta la struttura dell'atomo e dello ione di sodio

Confronta la struttura dell'atomo e dello ione del neon a gas inerte.

Determina l'atomo di quale elemento con il numero di protoni 17.

- Annotare lo schema della struttura elettronica dell'atomo.

– Strato completato? Come raggiungere questo obiettivo.

– Fare un diagramma del completamento dello strato elettronico di cloro.

Attività di gruppo:

Gruppo 1-3: Componi le formule elettroniche e strutturali delle molecole delle sostanze e indica il tipo di legame Br 2; NH3.

4-6 gruppi: Compongono le formule elettroniche e strutturali delle molecole delle sostanze e indicano il tipo di legame F 2; hbr.

Due studenti lavorano in una commissione aggiuntiva con lo stesso compito per un esempio di autoesame.

Sondaggio orale.

1. Definisci il termine "elettronegatività".

2. Da cosa dipende l'elettronegatività di un atomo?

3. Come cambia l'elettronegatività degli atomi degli elementi nei periodi?

4. Come cambia l'elettronegatività degli atomi degli elementi nei principali sottogruppi?

5. Confronta l'elettronegatività degli atomi metallici e non metallici. I modi di completare lo strato esterno di elettroni, caratteristici degli atomi di metalli e non metalli, differiscono? Quali sono le ragioni di ciò?

7. Quali elementi chimici sono in grado di donare elettroni, accettare elettroni?

Cosa succede tra gli atomi quando donano e accettano elettroni?

Qual è il nome delle particelle formate da un atomo come risultato della donazione o aggiunta di elettroni?

8. Cosa accadrà quando gli atomi di un metallo e di un non metallo si incontreranno?

9. Come si forma un legame ionico?

10. Un legame chimico formato a causa della formazione di coppie di elettroni comuni è chiamato ...

11. Il legame covalente avviene... e...

12. Qual è la somiglianza di un legame covalente polare e covalente non polare? Cosa determina la polarità di un legame?

13. Qual è la differenza tra legami covalenti polari e covalenti non polari?

PIANO DELLA LEZIONE #8

Disciplina: Chimica.

Soggetto: Connessione in metallo. Stati aggregati delle sostanze e legame idrogeno .

Scopo della lezione: Per formare il concetto di legami chimici usando l'esempio di un legame metallico. Raggiungere una comprensione del meccanismo di formazione del legame.

Risultati pianificati

Soggetto: formazione della prospettiva di una persona e alfabetizzazione funzionale per risolvere problemi pratici; capacità di elaborare, spiegare i risultati; disponibilità e capacità di applicare metodi di conoscenza nella risoluzione di problemi pratici;

Metasoggetto: l'uso di varie fonti per ottenere informazioni chimiche, la capacità di valutarne l'affidabilità al fine di raggiungere buoni risultati in ambito professionale;

Personale: la capacità di utilizzare i risultati della moderna scienza chimica e della tecnologia chimica per aumentare il proprio sviluppo intellettuale nel prescelto attività professionale;

Norma temporale: 2 ore

Tipo di classe: Conferenza.

Piano della lezione:

1. Connessione metallica. Reticolo cristallino metallico e legame chimico metallico.

2. Proprietà fisiche dei metalli.

3. Stati aggregati delle sostanze. Il passaggio di una sostanza da uno stato di aggregazione a un altro.

4. Legame idrogeno

Attrezzatura: Sistema periodico elementi chimici, reticolo cristallino, dispensa.

Letteratura:

1. Chimica grado 11: libro di testo. per l'istruzione generale organizzazioni G.E. Rudzitis, F.G. Feldmann. - M.: Illuminismo, 2014. -208 p.: Ill..

2. Chimica per professioni e specialità di profilo tecnico: un libro di testo per studenti. istituzioni medie. prof. istruzione / O.S.Gabrielyan, I.G. Ostroumov. - 5a ed., cancellato. - M .: Centro editoriale "Academy", 2017. - 272 pp., con colore. malato.

Docente: Tubaltseva Yu.N.

Parliamo di solidi. I solidi possono essere divisi in due grandi gruppi: amorfo E cristallino. Li separeremo secondo il principio se c'è ordine o no.

IN sostanze amorfe le molecole sono disposte in modo casuale. Non ci sono regolarità nella loro disposizione spaziale. Infatti le sostanze amorfe sono liquidi molto viscosi, talmente viscosi da essere solidi.

Da qui il nome: “a-” è una particella negativa, “morphe” è una forma. Le sostanze amorfe includono: vetri, resine, cera, paraffina, sapone.

La mancanza di ordine nella disposizione delle particelle determina le proprietà fisiche dei corpi amorfi: essi non hanno punti di fusione fissi. Man mano che si riscaldano, la loro viscosità diminuisce gradualmente e diventano anche gradualmente liquidi.

In contrasto con le sostanze amorfe, ci sono quelle cristalline. Le particelle di una sostanza cristallina sono ordinate spazialmente. Questa è la struttura corretta della disposizione spaziale delle particelle in una sostanza cristallina reticolo cristallino.

A differenza dei corpi amorfi, sostanze cristalline hanno punti di fusione fissi.

A seconda di quali particelle si trovano nodi reticolari, e da quali legami li tengono distinguere: molecolare, nucleare, ionico E metallo grate.

Perché è di fondamentale importanza sapere cos'è il reticolo cristallino di una sostanza? Cosa definisce? Tutto. La struttura definisce come proprietà chimiche e fisiche della materia.

L'esempio più semplice è il DNA. In tutti gli organismi sulla terra, è costruito dallo stesso set componenti strutturali: quattro tipi di nucleotidi. E che varietà di vita. È tutto determinato dalla struttura: l'ordine in cui sono disposti questi nucleotidi.

Reticolo cristallino molecolare.

Un tipico esempio è l'acqua allo stato solido (ghiaccio). I siti del reticolo contengono molecole intere. E tenerli insieme interazioni intermolecolari: legami idrogeno, forze di van der Waals.

Queste connessioni sono deboli, quindi reticolo molecolare – il più fragile, il punto di fusione di tali sostanze è basso.

Un buon segno diagnostico: se una sostanza ha uno stato liquido o gassoso in condizioni normali e/o ha un odore, molto probabilmente questa sostanza ha un reticolo cristallino molecolare. Dopotutto, gli stati liquido e gassoso sono una conseguenza del fatto che le molecole sulla superficie del cristallo non tengono bene (i legami sono deboli). E sono "spazzati via". Questa proprietà è chiamata volatilità. E le molecole sgonfie, diffondendosi nell'aria, raggiungono i nostri organi olfattivi, che soggettivamente vengono percepiti come odore.

Il reticolo cristallino molecolare ha:

1. Alcune sostanze semplici di non metalli: I 2, P, S (cioè tutti i non metalli che non hanno un reticolo atomico).
2. Quasi tutta la materia organica ( ad eccezione dei sali).
3. E come accennato in precedenza, le sostanze in condizioni normali sono liquide o gassose (essendo congelate) e / o con un odore (NH 3, O 2, H 2 O, acidi, CO 2).

Reticolo cristallino atomico.

Nei nodi del reticolo cristallino atomico, a differenza di quello molecolare, ci sono singoli atomi. Si scopre che i legami covalenti trattengono il reticolo (dopo tutto, legano atomi neutri).

Un classico esempio è lo standard di resistenza alla durezza: il diamante (per natura chimica, è una semplice sostanza carbonio). Connessioni: covalente non polare, poiché solo gli atomi di carbonio formano il reticolo.

Ma, per esempio, in un cristallo di quarzo ( formula chimica di cui SiO 2) sono atomi di Si e O. Pertanto, i legami polare covalente.

Proprietà fisiche delle sostanze con un reticolo cristallino atomico:

1. forza, durezza
2. alto punto di fusione (refrattario)
3. sostanze non volatili
4. insolubile (né in acqua né in altri solventi)

Tutte queste proprietà sono dovute alla forza dei legami covalenti.

Ci sono poche sostanze nel reticolo cristallino atomico. Non esiste uno schema speciale, quindi devi solo ricordarli:

1. Modificazioni allotropiche del carbonio (C): diamante, grafite.
2. Boro (B), silicio (Si), germanio (Ge).
3. Solo due modificazioni allotropiche del fosforo hanno un reticolo cristallino atomico: fosforo rosso e fosforo nero. (Il fosforo bianco ha un reticolo cristallino molecolare).
4. SiC - carborundum (carburo di silicio).
5. BN è nitruro di boro.
6. Silice, cristallo di rocca, quarzo, sabbia fluviale: tutte queste sostanze hanno la composizione SiO 2.
7. Corindone, rubino, zaffiro: queste sostanze hanno la composizione Al 2 O 3.

Sicuramente sorge la domanda: C è sia diamante che grafite. Ma sono completamente diversi: la grafite è opaca, si macchia, conduce corrente elettrica e il diamante è trasparente, non si macchia e non conduce corrente. Differiscono nella struttura.

E poi, e poi - il reticolo atomico, ma diverso. Pertanto, le proprietà sono diverse.

Reticolo cristallino ionico.

Un classico esempio: il sale da cucina: NaCl. Ai nodi del reticolo sono singoli ioni: Na+ e Cl–. Mantiene le forze di attrazione elettrostatiche del reticolo tra gli ioni ("più" è attratto da "meno"), cioè legame ionico.

I reticoli cristallini ionici sono piuttosto forti, ma fragili, i punti di fusione di tali sostanze sono piuttosto alti (superiori a quelli dei rappresentanti di un metallo, ma inferiori a quelli delle sostanze con un reticolo atomico). Molti sono solubili in acqua.

Di norma, non ci sono problemi con la definizione del reticolo cristallino ionico: dove c'è un legame ionico, c'è un reticolo cristallino ionico. Questo: tutti i sali, ossidi metallici, alcali(e altri idrossidi basici).

Reticolo cristallino metallico.

La griglia metallica è realizzata in sostanze semplici metalli. In precedenza abbiamo detto che tutto lo splendore del legame metallico può essere compreso solo insieme al reticolo cristallino metallico. L'ora è giunta.

La proprietà principale dei metalli: gli elettroni accesi livello energetico esterno mal tenuti, quindi sono facilmente dati. Avendo perso un elettrone, il metallo si trasforma in uno ione caricato positivamente - un catione:

Na 0 – 1e → Na +

In un reticolo cristallino metallico, avvengono costantemente processi di rinculo e attaccamento di elettroni: un elettrone viene staccato da un atomo di metallo in un punto del reticolo. Si forma un catione. L'elettrone staccato viene attratto da un altro catione (o lo stesso): si forma nuovamente un atomo neutro.

I nodi del reticolo cristallino metallico contengono sia atomi neutri che cationi metallici. E gli elettroni liberi viaggiano tra i nodi:

Questi elettroni liberi sono chiamati gas di elettroni. Sono loro che determinano le proprietà fisiche delle sostanze semplici dei metalli:

1. conducibilità termica ed elettrica
2. lucentezza metallica
3. malleabilità, plasticità

Questo è un legame metallico: i cationi metallici sono attratti da atomi neutri e tutto questo è "incollato insieme" da elettroni liberi.

Come determinare il tipo di reticolo cristallino.

P.S. C'è qualcosa dentro curriculum scolastico e il programma USE su questo argomento è qualcosa con cui non siamo del tutto d'accordo. Vale a dire: una generalizzazione che qualsiasi legame metallo-non metallo è un legame ionico. Questa assunzione è fatta deliberatamente, apparentemente per semplificare il programma. Ma questo porta alla distorsione. Il confine tra legami ionici e covalenti è condizionale. Ogni legame ha la sua percentuale di "ionico" e "covalente". Il legame con un metallo poco attivo ha una piccola percentuale di "ionicità", è più simile a un covalente. Ma secondo il programma USE, è "arrotondato" verso quello ionico. Dà origine a cose a volte assurde. Ad esempio, Al 2 O 3 è una sostanza con un reticolo cristallino atomico. Di che tipo di ionicità stiamo parlando qui. Solo un legame covalente può trattenere gli atomi in questo modo. Ma secondo lo standard "metallo-non-metallo", qualifichiamo questo legame come ionico. E risulta una contraddizione: il reticolo è atomico e il legame è ionico. Questo è ciò a cui porta l'eccessiva semplificazione.