hjem › Kjølesystem › Hva er et krystallgitter? Atomisk, molekylært, ionisk og metallkrystallgitter

Hva er et krystallgitter? Atomisk, molekylært, ionisk og metallkrystallgitter

Kjemi er en fantastisk vitenskap. Så mange utrolige ting kan finnes i tilsynelatende vanlige ting.

Alt materiale som omgir oss overalt, eksisterer i flere aggregeringstilstander: gasser, væsker og faste stoffer. Forskere har også identifisert den fjerde - plasma. Ved en viss temperatur kan et stoff endre seg fra en tilstand til en annen. For eksempel vann: når det varmes opp over 100, blir det fra flytende form til damp. Ved temperaturer under 0 forvandles den til neste aggregatstruktur - is.

Alle materiell verden Den inneholder en masse identiske partikler som er koblet til hverandre. Disse minste elementene er strengt stilt opp i rommet og danner den såkalte romlige rammen.

Definisjon

Et krystallgitter er en spesiell struktur av et fast stoff der partiklene står i en geometrisk streng rekkefølge i rommet. I den kan du finne noder - steder der elementer er plassert: atomer, ioner og molekyler og internodalt rom.

Faste stoffer, avhengig av området for høye og lave temperaturer, er krystallinske eller amorfe - de er preget av fravær av et visst smeltepunkt. Når de utsettes for høye temperaturer, mykner de og blir gradvis til flytende form. Disse typer stoffer inkluderer: harpiks, plasticine.

I denne forbindelse kan det deles inn i flere typer:

atomisk;
ionisk;
molekylær;
metall.

Men ved forskjellige temperaturer kan ett stoff ha ulike former og viser ulike egenskaper. Dette fenomenet kalles allotropisk modifikasjon.

Atomtype

I denne typen inneholder nodene atomer av et bestemt stoff som er forbundet med kovalente bindinger. Denne typen binding er dannet av et par elektroner fra to naboatomer. Takket være dette er de koblet jevnt og i en streng rekkefølge.

Stoffer med et atomisk krystallgitter er preget av følgende egenskaper: styrke og høyt smeltepunkt. Denne typen binding finnes i diamant, silisium og bor..

Ionisk type

Motsatt ladede ioner er lokalisert ved noder som skaper et elektromagnetisk felt som karakteriserer de fysiske egenskapene til et stoff. Disse vil omfatte: elektrisk ledningsevne, ildfasthet, tetthet og hardhet. Bordsalt og kaliumnitrat er preget av tilstedeværelsen av et ionisk krystallgitter.

Ikke gå glipp av: utdanningsmekanisme, spesifikke eksempler.

Molekylær type

I noder av denne typen er det ioner forbundet med hverandre av van der Waals-krefter. På grunn av svake intermolekylære bindinger er stoffer som is, karbondioksid og parafin preget av plastisitet, elektrisk og termisk ledningsevne.

Metalltype

Strukturen ligner en molekylær, men den har fortsatt sterkere bindinger. Forskjellen mellom denne typen er at nodene inneholder positivt ladede kationer. Elektroner som er i mellomrommet plass, delta i dannelsen av et elektrisk felt. De kalles også elektrisk gass.

Enkle metaller og legeringer er preget av en metallgittertype. De er preget av tilstedeværelsen av en metallisk glans, plastisitet, termisk og elektrisk ledningsevne. De kan smelte ved forskjellige temperaturer.

Tilbake fremover

Merk følgende! Lysbildeforhåndsvisninger er kun til informasjonsformål og representerer kanskje ikke alle funksjonene i presentasjonen. Hvis du er interessert denne jobben, last ned fullversjonen.

Leksjonstype: Kombinert.

Hovedmålet med leksjonen: Å gi elevene spesifikke ideer om amorfe og krystallinske stoffer, typer krystallgitter, å etablere sammenhengen mellom struktur og egenskaper til stoffer.

Leksjonens mål.

Pedagogisk: å danne begreper om den krystallinske og amorfe tilstanden til faste stoffer, å gjøre elevene kjent med ulike typer krystallgitter, å fastslå avhengigheten av de fysiske egenskapene til en krystall av naturen til den kjemiske bindingen i krystallen og typen krystall gitter, for å gi studentene grunnleggende ideer om påvirkningen av naturen til kjemiske bindinger og typer krystallgitter på egenskapene til materie, gi studentene en idé om loven om sammensetningskonstans.

Pedagogisk: fortsett å danne studentenes verdensbilde, vurder den gjensidige påvirkningen av komponentene i hele strukturelle partikler av stoffer, som et resultat av hvilke nye egenskaper dukker opp, utvikle evnen til å organisere pedagogisk arbeid og observere reglene for arbeid i et lag.

Utviklingsmessig: utvikle den kognitive interessen til skolebarn ved å bruke problemsituasjoner; forbedre elevenes evner til å etablere årsak-og-virkningsavhengighet av stoffers fysiske egenskaper av kjemiske bindinger og typen krystallgitter, for å forutsi typen krystallgitter basert på stoffets fysiske egenskaper.

Utstyr: Periodisk system for D.I. Mendeleev, samling "Metaller", ikke-metaller: svovel, grafitt, rødt fosfor, oksygen; Presentasjon "Krystallgitter", modeller av krystallgitter av forskjellige typer (bordsalt, diamant og grafitt, karbondioksid og jod, metaller), prøver av plast og produkter laget av dem, glass, plastelina, harpiks, voks, tyggegummi, sjokolade , datamaskin, multimediainstallasjon, videoeksperiment “Sublimering av benzosyre”.

I løpet av timene

1. Organisatorisk øyeblikk.

Læreren ønsker elever velkommen og registrerer de som er fraværende.

Deretter forteller han temaet for leksjonen og hensikten med leksjonen. Elevene skriver ned emnet for leksjonen i notatboken. (lysbilde 1, 2).

2. Sjekke lekser

(2 elever ved tavlen: Bestem type kjemisk binding for stoffer med formlene:

1) NaCl, C02, I2; 2) Na, NaOH, H 2 S (skriv svaret på tavlen og ta det med i undersøkelsen).

3. Analyse av situasjonen.

Lærer: Hva studerer kjemi? Svar: Kjemi er vitenskapen om stoffer, deres egenskaper og omdannelser av stoffer.

Lærer: Hva er et stoff? Svar: Materie er det den fysiske kroppen er laget av. (lysbilde 3).

Lærer: Hvilke tilstander av materie kjenner du til?

Svar: Det er tre aggregeringstilstander: fast, flytende og gassformig. (lysbilde 4).

Lærer: Gi eksempler på stoffer som kan eksistere i alle tre aggregeringstilstander ved forskjellige temperaturer.

Svar: Vann. Under normale forhold er vann i flytende tilstand, når temperaturen synker under 0 0 C, blir vann til en fast tilstand - is, og når temperaturen stiger til 100 0 C får vi vanndamp (gassform).

Lærer (tillegg): Ethvert stoff kan fås i fast, flytende og gassform. I tillegg til vann er dette metaller som under normale forhold er i fast tilstand, når de varmes opp, begynner de å myke, og ved en viss temperatur (t pl) blir de til flytende tilstand - de smelter. Ved videre oppvarming, til kokepunktet, begynner metallene å fordampe, d.v.s. gå inn i gassform. Enhver gass kan omdannes til flytende og fast tilstand ved å senke temperaturen: for eksempel oksygen, som ved en temperatur (-194 0 C) blir til en blå væske, og ved en temperatur (-218,8 0 C) størkner til en snølignende masse bestående av krystaller av blå farge. I dag i klassen skal vi se på materiens faste tilstand.

Lærer: Nevn hvilke faste stoffer som er på bordene dine.

Svar: Metaller, plastelina, bordsalt: NaCl, grafitt.

Lærer: Hva synes du? Hvilke av disse stoffene er overflødig?

Svar: Plasticine.

Lærer: Hvorfor?

Forutsetninger er gjort. Hvis elevene synes det er vanskelig, kommer de ved hjelp av læreren til den konklusjon at plasticine, i motsetning til metaller og natriumklorid, ikke har et visst smeltepunkt - det (plasticine) mykner gradvis og blir til en flytende tilstand. Slik er for eksempel sjokolade som smelter i munnen, eller tyggegummi, samt glass, plast, harpiks, voks (når læreren forklarer, viser klasseprøvene av disse stoffene). Slike stoffer kalles amorfe. (lysbilde 5), og metaller og natriumklorid er krystallinske. (lysbilde 6).

Dermed skilles to typer faste stoffer : amorf og krystallinsk. (lysbilde 7).

1) Amorfe stoffer har ikke et spesifikt smeltepunkt, og arrangementet av partikler i dem er ikke strengt bestilt.

Krystallinske stoffer har et strengt definert smeltepunkt og, viktigst av alt, er preget av riktig arrangement av partiklene de er bygget fra: atomer, molekyler og ioner. Disse partiklene er lokalisert på strengt definerte punkter i rommet, og hvis disse nodene er forbundet med rette linjer, dannes en romlig ramme - krystallcelle.

spør læreren problematiske problemstillinger

Hvordan forklare eksistensen av faste stoffer med så forskjellige egenskaper?

2) Hvorfor splittes krystallinske stoffer i visse plan ved sammenstøt, mens amorfe stoffer ikke har denne egenskapen?

Lytt til elevenes svar og led dem til konklusjon:

Egenskapene til stoffer i fast tilstand avhenger av typen krystallgitter (først og fremst av hvilke partikler som er i nodene), som igjen bestemmes av typen kjemisk binding i et gitt stoff.

Sjekker lekser:

1) NaCl – ionebinding,

CO 2 – kovalent polar binding

I 2 - kovalent upolar binding

2) Na – metallbinding

NaOH - ionisk binding mellom Na + ion - (O og H kovalent)

H 2 S - kovalent polar

Frontalundersøkelse.

Hvilken binding kalles ionisk?
Hva slags binding kalles kovalent?
Hvilken binding kalles en polar kovalent binding? ikke-polar?
Hva kalles elektronegativitet?

Konklusjon: Det er en logisk rekkefølge, forholdet mellom fenomener i naturen: Struktur av atomet -> EO -> Typer kjemiske bindinger -> Type krystallgitter -> Egenskaper til stoffer . (lysbilde 10).

Lærer: Avhengig av typen partikler og arten av forbindelsen mellom dem, skiller de fire typer krystallgitter: ioniske, molekylære, atomære og metalliske. (Lysbilde 11).

Resultatene er presentert i følgende tabell - en prøvetabell ved elevenes pulter. (se vedlegg 1). (Lysbilde 12).

Ioniske krystallgitter

Lærer: Hva synes du? Stoffer med hvilken type kjemisk binding vil karakteriseres av denne typen gitter?

Svar: Stoffer med ioniske kjemiske bindinger vil være preget av et ionisk gitter.

Lærer: Hvilke partikler vil være ved gitternodene?

Svar: Jonas.

Lærer: Hvilke partikler kalles ioner?

Svar: Ioner er partikler som har en positiv eller negativ ladning.

Lærer: Hva er sammensetningen av ioner?

Svar: Enkelt og komplekst.

Demonstrasjon - modell av natriumklorid (NaCl) krystallgitter.

Lærerens forklaring: Ved nodene til natriumkloridkrystallgitteret er det natrium- og klorioner.

I NaCl-krystaller er det ingen individuelle natriumkloridmolekyler. Hele krystallen bør betraktes som et gigantisk makromolekyl bestående av like mange Na + og Cl - ioner, Na n Cl n, hvor n er et stort tall.

Bindingene mellom ioner i en slik krystall er veldig sterke. Derfor har stoffer med et ionisk gitter en relativt høy hardhet. De er ildfaste, ikke-flyktige og skjøre. Smeltene deres leder elektrisk strøm (hvorfor?) og løses lett opp i vann.

Ioniske forbindelser er binære forbindelser av metaller (IA og II A), salter og alkalier.

Atomiske krystallgitter

Demonstrasjon av krystallgitter av diamant og grafitt.

Elevene har grafittprøver på bordet.

Lærer: Hvilke partikler vil være lokalisert ved nodene til atomkrystallgitteret?

Svar: Ved nodene til atomkrystallgitteret er det individuelle atomer.

Lærer: Hvilken kjemisk binding vil oppstå mellom atomer?

Svar: Kovalent kjemisk binding.

Lærerens forklaringer.

Faktisk, på stedene til atomiske krystallgitter er det individuelle atomer forbundet med hverandre med kovalente bindinger. Siden atomer, som ioner, kan være plassert ulikt i rommet, dannes det krystaller av forskjellige former.

Atomisk krystallgitter av diamant

Det er ingen molekyler i disse gittrene. Hele krystallen bør betraktes som et gigantisk molekyl. Et eksempel på stoffer med denne typen krystallgitter er allotropiske modifikasjoner av karbon: diamant, grafitt; samt bor, silisium, rødt fosfor, germanium. Spørsmål: Hva er disse stoffene i sammensetningen? Svar: Enkel i komposisjonen.

Atomiske krystallgitter har ikke bare enkle, men også komplekse. For eksempel aluminiumoksid, silisiumoksid. Alle disse stoffene har svært høye smeltepunkter (diamant har over 3500 0 C), er sterke og harde, ikke-flyktige og praktisk talt uløselige i væsker.

Metall krystall gitter

Lærer: Gutter, dere har en samling metaller på bordene deres, la oss se på disse prøvene.

Spørsmål: Hvilken kjemisk binding er karakteristisk for metaller?

Svar: Metall. Binding i metaller mellom positive ioner gjennom delte elektroner.

Spørsmål: Hvilke generelle fysiske egenskaper er karakteristiske for metaller?

Svar: Glans, elektrisk ledningsevne, termisk ledningsevne, duktilitet.

Spørsmål: Forklar hva som er grunnen til at så mange forskjellige stoffer har de samme fysiske egenskapene?

Svar: Metaller har en enkelt struktur.

Demonstrasjon av modeller av metallkrystallgitter.

Lærerens forklaring.

Stoffer med metalliske bindinger har metalliske krystallgitter

På stedene til slike gitter er det atomer og positive ioner av metaller, og valenselektroner beveger seg fritt i volumet av krystallen. Elektronene tiltrekker seg positive metallioner elektrostatisk. Dette forklarer stabiliteten til gitteret.

Molekylære krystallgitter

Læreren demonstrerer og navngir stoffene: jod, svovel.

Spørsmål: Hva har disse stoffene til felles?

Svar: Disse stoffene er ikke-metaller. Enkel i komposisjonen.

Spørsmål: Hva er den kjemiske bindingen inne i molekyler?

Svar: Den kjemiske bindingen inne i molekyler er kovalent upolar.

Spørsmål: Hvilke fysiske egenskaper er karakteristiske for dem?

Svar: Flyktig, smeltbar, lett løselig i vann.

Lærer: La oss sammenligne egenskapene til metaller og ikke-metaller. Elevene svarer at egenskapene er fundamentalt forskjellige.

Spørsmål: Hvorfor er egenskapene til ikke-metaller veldig forskjellige fra egenskapene til metaller?

Svar: Metaller har metalliske bindinger, mens ikke-metaller har kovalente, upolare bindinger.

Lærer: Derfor er typen gitter forskjellig. Molekylær.

Spørsmål: Hvilke partikler befinner seg i gitterpunkter?

Svar: Molekyler.

Demonstrasjon av krystallgitter av karbondioksid og jod.

Lærerens forklaring.

Molekylært krystallgitter

Som vi ser, kan ikke bare faste stoffer ha et molekylært krystallgitter. enkel stoffer: edelgasser, H 2, O 2, N 2, I 2, O 3, hvit fosfor P 4, men også kompleks: fast vann, fast hydrogenklorid og hydrogensulfid. De fleste faste organiske forbindelser har molekylære krystallgitter (naftalen, glukose, sukker).

Gitterstedene inneholder ikke-polare eller polare molekyler. Til tross for at atomene inne i molekylene er forbundet med sterke kovalente bindinger, virker svake intermolekylære krefter mellom molekylene selv.

Konklusjon: Stoffene er skjøre, har lav hardhet, lavt smeltepunkt, er flyktige og er i stand til å sublimere.

Spørsmål : Hvilken prosess kalles sublimering eller sublimering?

Svar : Overgangen til et stoff fra en fast aggregeringstilstand direkte til en gassform, utenom flytende tilstand, kalles sublimering eller sublimering.

Demonstrasjon av eksperimentet: sublimering av benzosyre (videoeksperiment).

Arbeider med utfylt tabell.

Vedlegg 1. (lysbilde 17)

Krystallgitter, type binding og egenskaper til stoffer

Grilltype	Typer partikler på gittersteder	Type forbindelse mellom partikler	Eksempler på stoffer	Fysiske egenskaper stoffer
Ionisk	Ioner	Ionisk – sterkt bånd	Salter, halogenider (IA, IIA), oksider og hydroksider av typiske metaller	Fast, sterk, ikke-flyktig, sprø, ildfast, mange løselig i vann, smelter leder elektrisk strøm
Kjernefysisk	Atomer	1. Kovalent upolar - bindingen er veldig sterk 2. Kovalent polar - bindingen er veldig sterk	Enkle stoffer EN: diamant(C), grafitt(C), bor(B), silisium(Si). Komplekse stoffer: aluminiumoksid (Al 2 O 3), silisiumoksid (IY)-SiO 2	Veldig hard, veldig ildfast, holdbar, ikke-flyktig, uløselig i vann
Molekylær	Molekyler	Mellom molekylene er det svake krefter av intermolekylær tiltrekning, men inne i molekylene er det en sterk kovalent binding	Faste stoffer under spesielle forhold som under normale forhold er gasser eller væsker (O 2 , H 2 , Cl 2 , N 2 , Br 2 , H20, C02, HCl); svovel, hvitt fosfor, jod; organisk materiale	Skjør, flyktig, smeltbar, i stand til sublimering, har lav hardhet
Metall	Atomioner	Metall av forskjellige styrker	Metaller og legeringer	Formbar, skinnende, duktil, termisk og elektrisk ledende

Spørsmål: Hvilken type krystallgitter fra de diskuterte ovenfor finnes ikke i enkle stoffer?

Svar: Ioniske krystallgitter.

Spørsmål: Hvilke krystallgitter er karakteristiske for enkle stoffer?

Svar: For enkle stoffer - metaller - et metallkrystallgitter; for ikke-metaller - atomær eller molekylær.

Arbeide med det periodiske systemet til D.I.Mendeleev.

Spørsmål: Hvor er metallelementene i det periodiske systemet og hvorfor? Ikke-metalliske elementer og hvorfor?

Svar: Hvis du tegner en diagonal fra bor til astatin, vil det være metallelementer i nedre venstre hjørne av denne diagonalen, fordi på det siste energinivået inneholder de fra ett til tre elektroner. Dette er grunnstoffene I A, II A, III A (unntatt bor), samt tinn og bly, antimon og alle grunnstoffer i sekundære undergrupper.

Ikke-metalliske elementer er plassert i øvre høyre hjørne av denne diagonalen, fordi på det siste energinivået inneholder de fra fire til åtte elektroner. Dette er grunnstoffene IY A, Y A, YI A, YII A, YIII A og bor.

Lærer: La oss finne ikke-metalliske elementer som har enkle stoffer har et atomisk krystallgitter (Svar: C, B, Si) og molekylær ( Svar: N, S, O , halogener og edelgasser ).

Lærer: Formuler en konklusjon om hvordan du kan bestemme typen krystallgitter til et enkelt stoff avhengig av plasseringen av elementene i D.I. Mendeleevs periodiske system.

Svar: For metallelementer som er i I A, II A, IIIA (unntatt bor), samt tinn og bly, og alle elementer i sekundære undergrupper i en enkel substans, er gittertypen metall.

For de ikke-metalliske elementene IY A og bor i en enkel substans, er krystallgitteret atomært; og grunnstoffene Y A, YI A, YII A, YIII A i enkle stoffer har et molekylært krystallgitter.

Vi jobber videre med den ferdige tabellen.

Lærer: Se nøye på bordet. Hvilket mønster kan observeres?

Vi lytter nøye til elevenes svar, og sammen med klassen trekker vi følgende konklusjon:

Det er følgende mønster: hvis strukturen til stoffer er kjent, kan egenskapene deres forutsies, eller omvendt: hvis egenskapene til stoffene er kjent, kan strukturen bestemmes. (Lysbilde 18).

Lærer: Se nøye på bordet. Hvilken annen klassifisering av stoffer kan du foreslå?

Hvis elevene synes det er vanskelig, forklarer læreren det stoffer kan deles inn i stoffer med molekylær og ikke-molekylær struktur. (Lysbilde 19).

Stoffer med molekylstruktur er bygd opp av molekyler.

Stoffer med ikke-molekylær struktur består av atomer og ioner.

Lov om konstans av komposisjon

Lærer: I dag skal vi bli kjent med en av kjemiens grunnleggende lover. Dette er loven om sammensetningens konstanthet, som ble oppdaget av den franske kjemikeren J.L. Proust. Loven gjelder bare for stoffer med molekylær struktur. For øyeblikket lyder loven slik: "Molekylære kjemiske forbindelser, uavhengig av metoden for deres fremstilling, har en konstant sammensetning og egenskaper." Men for stoffer med en ikke-molekylær struktur er ikke denne loven alltid sann.

Teoretisk og praktisk betydning Loven er at på grunnlag av sammensetningen av stoffer kan uttrykkes ved hjelp av kjemiske formler (for mange stoffer med ikke-molekylær struktur kjemisk formel viser sammensetningen av ikke et virkelig eksisterende, men et betinget molekyl).

Konklusjon: Den kjemiske formelen til et stoff inneholder mye informasjon.(lysbilde 21)

For eksempel SO 3:

1. Det spesifikke stoffet er svoveldioksid, eller svoveloksid (YI).

2.Type stoff - kompleks; klasse - oksid.

3. Kvalitativ sammensetning - består av to elementer: svovel og oksygen.

4. Kvantitativ sammensetning - molekylet består av 1 svovelatom og 3 oksygenatomer.

5. Relativ molekylvekt - M r (SO 3) = 32 + 3 * 16 = 80.

6. Molar masse - M(SO 3) = 80 g/mol.

7. Mye annen informasjon.

Konsolidering og anvendelse av ervervet kunnskap

(lysbilde 22, 23).

Tic-tac-toe-spill: kryss ut stoffer som har samme krystallgitter vertikalt, horisontalt, diagonalt.

Speilbilde.

Læreren stiller spørsmålet: "Gutter, hva nytt lærte dere i klassen?"

Oppsummering av leksjonen

Lærer: Gutter, la oss oppsummere hovedresultatene av leksjonen vår - svar på spørsmålene.

1. Hvilke klassifiseringer av stoffer lærte du?

2. Hvordan forstår du begrepet krystallgitter?

3. Hvilke typer krystallgitter kjenner du nå?

4. Hvilke regelmessigheter i strukturen og egenskapene til stoffer lærte du om?

5. I hvilken aggregeringstilstand har stoffer krystallgitter?

6. Hvilken grunnleggende kjemilov lærte du i klassen?

Lekser: §22, merknader.

1. Lag formlene til stoffene: kalsiumklorid, silisiumoksid (IY), nitrogen, hydrogensulfid.

Bestem typen krystallgitter og prøv å forutsi hva smeltepunktene til disse stoffene skal være.

2. Kreativ oppgave -> lag opp spørsmål til avsnittet.

Læreren takker for leksjonen. Gir karakterer til elevene.

Faste stoffer eksisterer i krystallinske og amorfe tilstander og er overveiende krystallinske i struktur. Det utmerker seg ved riktig plassering av partikler på nøyaktig definerte punkter, preget av periodisk repetisjon i volumet.Hvis du mentalt forbinder disse punktene med rette linjer, får vi et romlig rammeverk, som kalles et krystallgitter. Konseptet "krystallgitter" refererer til et geometrisk mønster som beskriver den tredimensjonale periodisiteten i arrangementet av molekyler (atomer, ioner) i krystallinsk rom.

Plasseringen av partikler kalles gitternoder. Det er internodale koblinger inne i rammen. Typen partikler og arten av forbindelsen mellom dem: molekyler, atomer, ioner bestemmer totalt fire typer: ioniske, atomære, molekylære og metalliske.

Hvis ioner (partikler med negative eller positiv ladning), så er dette et ionisk krystallgitter preget av bindinger med samme navn.

Disse forbindelsene er veldig sterke og stabile. Derfor har stoffer med denne typen struktur en ganske høy hardhet og tetthet, er ikke-flyktige og ildfaste. På lave temperaturer de manifesterer seg som dielektriske stoffer. Men når slike forbindelser smelter, blir det geometrisk korrekte ioniske krystallgitteret (arrangementet av ioner) forstyrret og styrkebindingene avtar.

Ved temperaturer nær smeltepunktet er krystaller med ioniske bindinger allerede i stand til å lede elektrisk strøm. Slike forbindelser er lett løselige i vann og andre væsker som består av polare molekyler.

Et ionisk krystallgitter er karakteristisk for alle stoffer med en ionisk type binding - salter, metallhydroksider, binære forbindelser av metaller med ikke-metaller. har ingen retningsbestemthet i rommet, fordi hvert ion er assosiert med flere motioner samtidig, hvis interaksjonsstyrke avhenger av avstanden mellom dem (Coulombs lov). Ionebundne forbindelser har en ikke-molekylær struktur; de er faste stoffer med ioniske gitter, høy polaritet, høyt smelte- og kokepunkt, og er elektrisk ledende i vandige løsninger. Forbindelser med ioniske bindinger finnes praktisk talt aldri i sin rene form.

Det ioniske krystallgitteret er iboende i noen hydroksyder og oksider av typiske metaller, salter, dvs. stoffer med ioniske

I tillegg til ioniske bindinger inneholder krystaller metalliske, molekylære og kovalente bindinger.

Krystaller som har en kovalent binding er halvledere eller dielektriske stoffer. Typiske eksempler på atomkrystaller er diamant, silisium og germanium.

Diamant er et mineral, en allotropisk kubisk modifikasjon (form) av karbon. Krystallcelle diamant - atomær, veldig kompleks. Ved nodene til et slikt gitter er det atomer forbundet med hverandre med ekstremt sterke kovalente bindinger. Diamant består av individuelle karbonatomer, arrangert ett om gangen i midten av et tetraeder, hvis toppunkter er de fire nærmeste atomene. Dette gitteret er preget av en ansiktssentrert kubisk struktur, som bestemmer den maksimale hardheten til diamant og et ganske høyt smeltepunkt. Det er ingen molekyler i diamantgitteret - og krystallen kan sees på som ett imponerende molekyl.

I tillegg er det karakteristisk for silisium, fast bor, germanium og forbindelser av individuelle elementer med silisium og karbon (silika, kvarts, glimmer, elvesand, karborundum). Generelt er det relativt få representanter med et atomgitter.

Det som finnes i naturen er dannet av et stort antall identiske partikler som er forbundet med hverandre. Alle stoffer eksisterer i tre aggregeringstilstander: gassformig, flytende og fast stoff. Når termisk bevegelse er vanskelig (ved lave temperaturer), så vel som i faste stoffer, er partiklene strengt orientert i rommet, noe som manifesteres i deres nøyaktige strukturelle organisering.

Krystallgitteret til et stoff er en struktur med et geometrisk ordnet arrangement av partikler (atomer, molekyler eller ioner) på bestemte punkter i rommet. I ulike gitter skilles det mellom det internodale rommet og selve nodene - punktene der selve partiklene befinner seg.

Det er fire typer krystallgitter: metallisk, molekylært, atomært, ionisk. Typene gitter bestemmes i samsvar med typen partikler som ligger ved nodene deres, samt arten av forbindelsene mellom dem.

Et krystallgitter kalles molekylært hvis molekyler er lokalisert ved nodene. De er forbundet med intermolekylære relativt svake krefter, kalt van der Waals-krefter, men selve atomene inne i molekylet er forbundet med en betydelig sterkere eller ikke-polar kraft). Det molekylære krystallgitteret er karakteristisk for klor, fast hydrogen og andre stoffer som er gassformige ved vanlige temperaturer.

Krystallene som danner edelgassene har også molekylære gitter som består av monoatomiske molekyler. Mest solid organisk materiale har akkurat denne strukturen. Antallet som har en molekylstruktur er veldig lite. Dette er for eksempel faste hydrogenhalogenider, naturlig svovel, is, enkle faste stoffer og noen andre.

Ved oppvarming ødelegges relativt svake intermolekylære bindinger ganske lett, derfor har stoffer med slike gitter svært lave smeltepunkter og lav hardhet, de er uløselige eller lett løselige i vann, løsningene deres leder praktisk talt ikke elektrisk strøm og er preget av betydelig flyktighet . Minimum koke- og smeltepunkt er for stoffer laget av ikke-polare molekyler.

Et krystallgitter kalles metallisk, hvis noder er dannet av atomer og positive ioner (kationer) av metallet med frie valenselektroner (løsgjort fra atomene under dannelsen av ioner), som beveger seg tilfeldig i krystallvolumet. Imidlertid er disse elektronene i hovedsak halvfrie, siden de bare kan bevege seg fritt innenfor rammen som er begrenset av et gitt krystallgitter.

Elektrostatiske elektroner og positive metallioner tiltrekkes gjensidig, noe som forklarer stabiliteten til metallkrystallgitteret. Samlingen av elektroner som beveger seg fritt kalles elektrongass - det gir gode elektriske og Når en elektrisk spenning vises, skynder elektroner seg til den positive partikkelen, deltar i dannelsen av elektrisk strøm og interagerer med ioner.

Det metalliske krystallgitteret er hovedsakelig karakteristisk for elementære metaller, så vel som for forbindelser av forskjellige metaller med hverandre. Hovedegenskapene som er iboende i metallkrystaller (mekanisk styrke, flyktighet, svinger ganske sterkt. Imidlertid er slike fysiske egenskaper som plastisitet, formbarhet, høy elektrisk og termisk ledningsevne og en karakteristisk metallglans karakteristiske kun for krystaller med et metallgitter .

Det er ikke individuelle atomer eller molekyler som inngår i kjemiske interaksjoner, men stoffer.

Vår oppgave er å sette oss inn i materiens struktur.

Ved lave temperaturer er stoffene i en stabil fast tilstand.

☼ Det hardeste stoffet i naturen er diamant. Han regnes som kongen av alle edelstener og dyrebare steiner. Og selve navnet betyr "uødeleggelig" på gresk. Diamanter har lenge blitt sett på som mirakuløse steiner. Det ble antatt at en person som bærer diamanter ikke kjenner magesykdommer, ikke er påvirket av gift, beholder minnet og et muntert humør til alderdommen og nyter kongelig gunst.

☼ En diamant som har vært utsatt for smykkebehandling – skjæring, polering – kalles en diamant.

Ved smelting som et resultat av termiske vibrasjoner blir rekkefølgen til partiklene forstyrret, de blir mobile, mens den kjemiske bindingens natur ikke blir forstyrret. Dermed er det ingen grunnleggende forskjeller mellom fast og flytende tilstand.

Væsken oppnår fluiditet (dvs. evnen til å ta form av et kar).

Flytende krystaller

Flytende krystaller ble oppdaget på slutten av 1800-tallet, men har blitt studert de siste 20-25 årene. Mange skjermenheter moderne teknologi, for eksempel, noen elektroniske klokker, mini-datamaskiner, opererer på flytende krystaller.

Generelt høres ordene "flytende krystaller" ikke mindre uvanlig ut enn "varm is". Men i virkeligheten kan isen også være varm, fordi... ved et trykk på mer enn 10 000 atm. vannis smelter ved temperaturer over 200 0 C. Det uvanlige med kombinasjonen "flytende krystaller" er at den flytende tilstanden indikerer mobiliteten til strukturen, og krystallen innebærer streng bestilling.

Hvis et stoff består av polyatomiske molekyler med en langstrakt eller lamellær form og har en asymmetrisk struktur, så når det smelter, er disse molekylene orientert på en bestemt måte i forhold til hverandre (deres lange akser er parallelle). I dette tilfellet kan molekylene bevege seg fritt parallelt med seg selv, dvs. systemet får egenskapen til fluiditet som er karakteristisk for en væske. Samtidig beholder systemet en ordnet struktur, som bestemmer egenskapene som er karakteristiske for krystaller.

Den høye mobiliteten til en slik struktur gjør det mulig å kontrollere den gjennom svært svake påvirkninger (termisk, elektrisk, etc.), dvs. målrettet endre egenskapene til et stoff, inkludert optiske, med svært lite energiforbruk, som er det som brukes i moderne teknologi.

Typer krystallgitter

Ethvert kjemisk stoff dannes av et stort antall identiske partikler som er sammenkoblet.

Ved lave temperaturer, når termisk bevegelse er vanskelig, er partiklene strengt orientert i rom og form krystallgitter.

Krystallcelle - Dette struktur med et geometrisk riktig arrangement av partikler i rommet.

I selve krystallgitteret skilles noder og internodalt rom.

Det samme stoffet avhengig av forholdene (s, t,...) eksisterer i forskjellige krystallinske former (dvs. de har forskjellige krystallgitter) - allotropiske modifikasjoner som er forskjellige i egenskaper.

For eksempel er fire modifikasjoner av karbon kjent: grafitt, diamant, karbyn og lonsdaleitt.

☼ Den fjerde varianten av krystallinsk karbon, "lonsdaleite," er lite kjent. Den ble oppdaget i meteoritter og oppnådd kunstig, og strukturen studeres fortsatt.

☼ sot, cola, kull klassifisert som amorfe karbonpolymerer. Imidlertid har det nå blitt kjent at dette også er krystallinske stoffer.

☼ Forresten ble det funnet skinnende svarte partikler i soten, som ble kalt "speilkarbon". Speilkarbon er kjemisk inert, varmebestandig, ugjennomtrengelig for gasser og væsker, har en glatt overflate og er absolutt kompatibel med levende vev.

☼ Navnet grafitt kommer fra italiensk "graffito" - jeg skriver, jeg tegner. Grafitt er en mørkegrå krystall med en svak metallisk glans og har et lagdelt gitter. Individuelle lag med atomer i en grafittkrystall, forbundet med hverandre relativt svakt, skilles lett fra hverandre.

TYPER KRYSTALLRITTER

	ionisk			metall
Hva er i nodene til krystallgitteret, strukturell enhet	ioner	atomer	molekyler	atomer og kationer
Type kjemisk binding mellom partikler i noden	ionisk		kovalent: polar og ikke-polar	metall
Interaksjonskrefter mellom krystallpartikler	elektrostatisk logisk	kovalent	intermolekylær- ny	elektrostatisk logisk
Fysiske egenskaper på grunn av krystallgitteret	· tiltrekningskreftene mellom ioner er sterke, · T pl. (ildfast), · løses lett opp i vann, · smelte og løsning leder elektrisk strøm, ikke-flyktig (ingen lukt)	· kovalente bindinger mellom atomer er store, · T pl. og T kip er veldig, · ikke oppløses i vann, · smelten leder ikke elektrisk strøm	· tiltrekningskreftene mellom molekyler er små, · T pl. ↓, noen er løselige i vann, · har en flyktig lukt	· samhandlingskreftene er store, · T pl. , Høy varme og elektrisk ledningsevne
Aggregert tilstand av et stoff under normale forhold	hard	hard	hard, gassformig væske	hard, væske(N g)
Eksempler	de fleste salter, alkalier, typiske metalloksider	C (diamant, grafitt), Si, Ge, B, SiO 2, CaC 2, SiC (karborundum), BN, Fe 3 C, TaC (t pl. =3800 0 C) Rødt og svart fosfor. Oksider av noen metaller.	alle gasser, væsker, de fleste ikke-metaller: inerte gasser, halogener, H 2, N 2, O 2, O 3, P 4 (hvit), S 8. Hydrogenforbindelser av ikke-metaller, oksider av ikke-metaller: H 2 O, CO 2 "tørris". De fleste organiske forbindelser.	Metaller, legeringer

Hvis hastigheten på krystallvekst er lav ved avkjøling, dannes en glassaktig tilstand (amorf).

Forholdet mellom posisjonen til et element i det periodiske systemet og krystallgitteret til dets enkle stoff.

Det er et nært forhold mellom posisjonen til et element i det periodiske systemet og krystallgitteret til dets tilsvarende elementære substans.

		gruppe
			III			VII	VIII
P e R Og O d						H 2
				N 2	O2	F 2
	III			P 4	S 8	Cl2
						BR 2
						jeg 2
Type krystallgitter		metall			atomisk	molekylært

De enkle stoffene til de gjenværende elementene har et metallisk krystallgitter.

FIKSE

Studer forelesningsmaterialet og svar skriftlig på følgende spørsmål i notatboken din:

Hva er et krystallgitter?
Hvilke typer krystallgitter finnes?
Karakteriser hver type krystallgitter i henhold til planen: Hva er i nodene til krystallgitteret, strukturell enhet → Type kjemisk binding mellom partiklene i noden → Interaksjonskrefter mellom krystallpartiklene → Fysiske egenskaper på grunn av krystallen gitter → Aggregert tilstand av stoffet under normale forhold → Eksempler

Fullfør oppgaver om dette emnet:

Hvilken type krystallgitter har følgende stoffer som er mye brukt i hverdagen: vann, eddiksyre (CH 3 COOH), sukker (C 12 H 22 O 11), kaliumgjødsel (KCl), elvesand (SiO 2) - smelting punkt 1710 0 C , ammoniakk (NH 3), bordsalt? Lag en generell konklusjon: med hvilke egenskaper til et stoff kan man bestemme typen av krystallgitteret?
Bruk formlene til de gitte stoffene: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - bestem typen krystallgitter (ionisk, molekylært) til hver forbindelse og beskriv, basert på dette, de fysiske egenskapene til hvert av de fire stoffene .
Trener nr. 1. "Krystallgitter"
Trener nr. 2. "Testoppgaver"
Test (selvkontroll):

1) Stoffer som har et molekylært krystallgitter, som regel:

en). ildfast og svært løselig i vann
b). smeltbar og flyktig
V). Solid og elektrisk ledende
G). Termisk ledende og plastisk

2) Konseptet "molekyl" ikke aktuelt i forhold til den strukturelle enheten til et stoff:

en). vann

b). oksygen

V). diamant

G). ozon

3) Atomkrystallgitteret er karakteristisk for:

en). aluminium og grafitt

b). svovel og jod

V). silisiumoksid og natriumklorid

G). diamant og bor