De har samma typ av kristallgitter. Kristallgaller

Kemi är en fantastisk vetenskap. Så mycket otroligt kan hittas i till synes vanliga saker.

Allt material som omger oss överallt finns i flera aggregationstillstånd: gaser, vätskor och fasta ämnen. Forskare har också isolerat den fjärde - plasma. Vid en viss temperatur kan ett ämne ändras från ett tillstånd till ett annat. Till exempel vatten: när det värms över 100, från en flytande form, förvandlas det till ånga. Vid temperaturer under 0 passerar det in i nästa aggregatstruktur - is.

Hela materiell värld har i sin sammansättning en massa av identiska partiklar som är sammankopplade. Dessa minsta element är strikt arrangerade i rymden och bildar den så kallade rumsliga ramen.

Definition

Ett kristallgitter är en speciell struktur av ett fast ämne, där partiklarna är i en geometriskt strikt ordning i rymden. Det är möjligt att upptäcka noder i den - platser där element finns: atomer, joner och molekyler och internodalt utrymme.

Fasta ämnen beroende på intervallet för höga och låga temperaturer, är kristallina eller amorfa - de kännetecknas av frånvaron av en specifik smältpunkt. När de utsätts för förhöjda temperaturer mjuknar de och förvandlas gradvis till flytande form. Sådana ämnen inkluderar: harts, plasticine.

I detta avseende kan det delas in i flera typer:

• atom;
• jonisk;
• molekyl;
• metall.

Men vid olika temperaturer kan ett ämne ha olika former och uppvisa en mängd olika egenskaper. Detta fenomen kallas allotropisk modifiering.

Atomtyp

I denna typ är atomer av ett eller annat ämne lokaliserade vid noderna, som är förbundna med kovalenta bindningar. Denna typ av bindning bildas av ett par elektroner av två angränsande atomer. På grund av detta är de anslutna jämnt och i strikt ordning.

Ämnen med ett atomärt kristallgitter kännetecknas av följande egenskaper: styrka och hög smältpunkt. Denna typ av bindning finns i diamant, kisel och bor..

Jonisk typ

Motsatt laddade joner finns vid noderna som skapar ett elektromagnetiskt fält som kännetecknar fysikaliska egenskaperämnen. Dessa kommer att omfatta: elektrisk ledningsförmåga, eldfasthet, densitet och hårdhet. Bordssalt och kaliumnitrat kännetecknas av närvaron av ett jonkristallgitter.

Missa inte: Utbildningsmekanism, fallstudier.

Molekylär typ

På platser av denna typ finns joner bundna av van der Waals krafter. På grund av svaga intermolekylära bindningar kännetecknas sådana ämnen, till exempel is, koldioxid och paraffin, av plasticitet, elektrisk och värmeledningsförmåga.

metall typ

Till sin struktur liknar den en molekylär, men den har fortfarande starkare bindningar. Skillnaden av denna typ är att positivt laddade katjoner finns vid dess noder. Elektronerna som finns i interstitialen rymden, delta i bildandet av ett elektriskt fält. De kallas även elgas.

Enkla metaller och legeringar kännetecknas av en metallisk gittertyp. De kännetecknas av närvaron av metallisk lyster, plasticitet, termisk och elektrisk ledningsförmåga. De kan smälta vid olika temperaturer.

Tillbaka framåt

Uppmärksamhet! Förhandsvisningen av bilden är endast i informationssyfte och representerar kanske inte hela presentationen. Om du är intresserad detta jobb ladda ner den fullständiga versionen.

Lektionstyp: Kombinerad.

Syftet med lektionen: Att skapa förutsättningar för bildandet av elevers förmåga att fastställa ett kausalt beroende av ämnens fysikaliska egenskaper av typen av kemisk bindning och typ av kristallgitter, att förutsäga typen av kristallgitter utifrån ett ämnes fysikaliska egenskaper.

Lektionens mål:

• Att bilda begrepp om det kristallina och amorfa tillståndet hos fasta ämnen, att bekanta eleverna med olika typer av kristallgitter, att fastställa beroendet av en kristalls fysikaliska egenskaper på naturen av den kemiska bindningen i kristallen och typen av kristallgitter, att ge eleverna grundläggande idéer om inverkan av kemiska bindningars och typer av kristallgitter på materiens egenskaper.
• Fortsätt bildandet av elevernas världsbild, överväg det ömsesidiga inflytandet av komponenterna i de hela strukturella partiklarna av ämnen, som ett resultat av vilka nya egenskaper uppträder, utvecklar förmågan att organisera sina egna pedagogiskt arbete, följ reglerna för att arbeta i ett team.
• Utveckla kognitivt intresse skolbarn som använder problemsituationer;

Utrustning: Periodiskt system för D.I. Mendeleev, samling "Metaller", icke-metaller: svavel, grafit, röd fosfor, kristallint kisel, jod; Presentation "Typer av kristallgitter", modeller av kristallgitter olika typer(salt, diamant och grafit, koldioxid och jod, metaller), prover av plast och produkter från dem, glas, plasticine, dator, projektor.

Under lektionerna

1. Organisatoriskt ögonblick.

Läraren hälsar på eleverna, fixar de frånvarande.

2. Kontrollera kunskap om ämnen” Kemisk bindning. Graden av oxidation”.

Självständigt arbete(15 minuter)

3. Att lära sig nytt material.

Läraren meddelar lektionens ämne och syftet med lektionen. (Bild 1,2)

Eleverna skriver datum och ämne för lektionen i sina anteckningsböcker.

Kunskapsuppdatering.

Läraren ställer frågor till klassen:

1. Vilka typer av partiklar känner du till? Har joner, atomer och molekyler laddningar?
2. Vilka typer av kemiska bindningar känner du till?
3. Vilka är tillstånden för aggregering av ämnen?

Lärare:”Varje ämne som helst kan vara gas, flytande och fast. Till exempel vatten. Under normala förhållanden är det en vätska, men det kan vara ånga och is. Eller syre under normala förhållanden är en gas, vid en temperatur på -1940 C förvandlas det till en vätska blå färg, och vid en temperatur av -218,8 ° C hårdnar den till en snöliknande massa bestående av kristaller av blå färg. I den här lektionen kommer vi att överväga ämnens fasta tillstånd: amorf och kristallin. (Bild 3)

Lärare: amorfa ämnen har ingen tydlig smältpunkt - vid upphettning mjuknar de gradvis och blir flytande. Amorfa ämnen inkluderar till exempel choklad, som smälter både i händerna och i munnen; tuggummi, plasticine, vax, plast (exempel på sådana ämnen visas). (Bild 7)

Kristallina ämnen har en tydlig smältpunkt och, viktigast av allt, kännetecknas av det korrekta arrangemanget av partiklar vid strikt definierade punkter i rymden. (Bild 5,6) När dessa punkter är sammankopplade med raka linjer bildas en rumslig ram, kallad ett kristallgitter. Punkterna där kristallpartiklar är belägna kallas gitternoder.

Eleverna skriver ner definitionen i en anteckningsbok: ”Ett kristallgitter är en uppsättning punkter i rymden där partiklarna som bildar en kristall finns. Punkterna där kristallens partiklar är belägna kallas gittrets noder.

Beroende på vilka typer av partiklar som finns i noderna i detta gitter, finns det 4 typer av gitter. (Bild 8) Om det finns joner i noderna i kristallgittret, kallas ett sådant gitter joniskt.

Läraren ställer frågor till eleverna:

- Vad kommer att kallas kristallgitter, i vars noder det finns atomer, molekyler?

Men det finns kristallgitter, i vars noder det finns både atomer och joner. Sådana galler kallas metall.

Nu ska vi fylla i tabellen: "Kristallgitter, typ av bindning och ämnens egenskaper." När vi fyller i tabellen kommer vi att fastställa förhållandet mellan typen av gitter, typen av samband mellan partiklar och fasta ämnens fysikaliska egenskaper.

Tänk på den första typen av kristallgitter, som kallas jonisk. (Bild 9)

Vad är den kemiska bindningen i dessa ämnen?

Titta på jonkristallgittret (en modell av ett sådant gitter visas). Vid dess noder finns positivt och negativt laddade joner. Till exempel är en natriumkloridkristall uppbyggd av positiva natriumjoner och negativa kloridjoner i ett kubformat gitter. Ämnen med ett jonkristallgitter inkluderar salter, oxider och hydroxider av typiska metaller. Ämnen med jonkristallgitter har hög hårdhet och styrka, de är eldfasta och icke-flyktiga.

Lärare: De fysikaliska egenskaperna hos ämnen med ett atomärt kristallgitter är desamma som hos ämnen med ett jonkristallgitter, men ofta i superlativ- mycket hårt, mycket hållbart. Diamant, där det atomära kristallgittret är det hårdaste ämnet av alla naturliga ämnen. Den fungerar som en hårdhetsstandard, som enligt ett 10-poängssystem får högsta poängen 10. (Bild 10). Enligt denna typ av kristallgitter kommer du själv att göra nödvändig information i tabellen, efter att ha arbetat självständigt med läroboken.

Lärare: Låt oss överväga den tredje typen av kristallgitter, som kallas metallisk. (Bild 11,12) Vid noderna i ett sådant gitter finns atomer och joner, mellan vilka elektroner rör sig fritt och binder dem till en enda helhet.

Sådan inre struktur metaller och bestämmer deras karakteristiska fysikaliska egenskaper.

Lärare: Vilka fysikaliska egenskaper hos metaller känner du till? (duktilitet, plasticitet, elektrisk och termisk ledningsförmåga, metallisk lyster).

Lärare: Vilka grupper är alla ämnen indelade i efter struktur? (Bild 12)

Låt oss överväga typen av kristallgitter, som ägs av så välkända ämnen som vatten, koldioxid, syre, kväve och andra. Det kallas molekylärt. (Bild 14)

Vilka partiklar finns vid noderna i detta gitter?

Den kemiska bindningen i molekylerna som finns vid gitterställena kan vara både kovalent polär och kovalent icke-polär. Trots att atomerna i molekylen är bundna av mycket starka kovalenta bindningar verkar svaga krafter av intermolekylär attraktion mellan molekylerna själva. Därför har ämnen med ett molekylärt kristallgitter låg hårdhet, låga smältpunkter och är flyktiga. När gasformiga eller flytande ämnen speciella villkor förvandlas till fasta, då har de ett molekylärt kristallgitter. Exempel på sådana ämnen kan vara fast vatten - is, fast koldioxid - torris. Ett sådant galler har naftalen, som används för att skydda ylleprodukter från nattfjärilar.

– Vilka egenskaper hos det molekylära kristallgittret avgör användningen av naftalen? (flyktighet). Som du kan se kan det molekylära kristallgittret inte bara ha fast enkelämnen: ädelgaser, H 2, O 2, N 2, I 2, O 3, vit fosfor P 4, men och komplex: fast vatten, fast väteklorid och vätesulfid. Mest solid organiska föreningar har molekylära kristallgitter (naftalen, glukos, socker).

Gitterställena innehåller opolära eller polära molekyler. Trots att atomerna inuti molekylerna är bundna av starka kovalenta bindningar verkar svaga krafter av intermolekylär interaktion mellan molekylerna själva.

Slutsats: Ämnen är ömtåliga, har låg hårdhet, låg temperatur smälter, flyger.

Fråga: Vilken process kallas sublimering eller sublimering?

Svar: Övergången av ett ämne från ett fast aggregationstillstånd omedelbart till ett gasformigt tillstånd, förbi det flytande tillståndet, kallas sublimering eller sublimering.

Demonstration av erfarenhet: jodsublimering

Sedan turas eleverna om att namnge informationen som de skrivit ner i tabellen.

Kristallgitter, typ av bindning och ämnens egenskaper.

Gallertyp	Typer av partiklar vid gitterplatser	Kommunikationstyp mellan partiklar	Substansexempel	Fysikaliska egenskaper hos ämnen
Jonisk	joner	Jonisk - starkt band	Salter, halogenider (IA, IIA), oxider och hydroxider av typiska metaller	Fast, stark, icke-flyktig, spröd, eldfast, många lösliga i vatten, smältor leder elektricitet
Atom	atomer	1. Kovalent icke-polär - bindningen är mycket stark 2. Kovalent polär - bindningen är mycket stark	Enkla ämnen A: diamant (C), grafit (C), bor (B), kisel (Si). Komplexa ämnen : aluminiumoxid (Al 2 O 3), kiseloxid (IV) - SiO 2	Mycket hård, mycket eldfast, stark, icke-flyktig, olöslig i vatten
Molekyl	molekyler	Mellan molekyler - svaga krafter intermolekylär attraktion, men inuti molekyler - en stark kovalent bindning	Fasta ämnen under speciella förhållanden, som under normala förhållanden är gaser eller vätskor (02, H2, Cl2, N2, Br2, H2O, CO2, HCl); svavel, vit fosfor, jod; organiskt material	Bräcklig, flyktig, smältbar, kan sublimeras, har en liten hårdhet
metall	atomjoner	Metall - olika styrka	Metaller och legeringar	Formbar, har glans, duktilitet, värme och elektrisk ledning

Lärare: Vad kan vi dra slutsatsen av det arbete som gjorts på bordet?

Slutsats 1: Ämnes fysikaliska egenskaper beror på typen av kristallgitter. Sammansättning av ett ämne → Typ av kemisk bindning → Typ av kristallgitter → Ämnesegenskaper . (Bild 18).

Fråga: Vilken typ av kristallgitter från ovan finns inte i enkla ämnenÅh?

Svar: Joniska kristallgitter.

Fråga: Vilka kristallgitter är typiska för enkla ämnen?

Svar: För enkla ämnen - metaller - metalliska kristallcell; för icke-metaller - atomär eller molekylär.

Arbeta med det periodiska systemet för D.I. Mendelejev.

Fråga: Var finns metallelementen i det periodiska systemet och varför? Grundämnen är icke-metaller och varför?

Svar : Om vi ​​ritar en diagonal från bor till astatin, kommer det att finnas metallelement i det nedre vänstra hörnet från denna diagonal, eftersom. vid den sista energinivån innehåller de från en till tre elektroner. Dessa är grundämnen I A, II A, III A (förutom bor), samt tenn och bly, antimon och alla grundämnen i sekundära undergrupper.

Icke-metalliska element finns i det övre högra hörnet av denna diagonal, eftersom vid den sista energinivån innehåller från fyra till åtta elektroner. Dessa är grundämnen IV A, VA, VI A, VII A, VIII A och bor.

Lärare: Låt oss hitta icke-metalliska element där enkla ämnen har ett atomärt kristallgitter (Svar: C, B, Si) och molekylär ( Svar: N, S, O , halogener och ädelgaser )

Lärare: Formulera en slutsats om hur du kan bestämma typen av kristallgitter för ett enkelt ämne, beroende på elementens position i D.I. Mendeleevs periodiska system.

Svar: För metallelement som finns i I A, II A, IIIA (förutom bor), samt tenn och bly, och alla element i sekundära undergrupper i en enkel substans, är gittertypen metallisk.

För icke-metalliska grundämnen IV A och bor i en enkel substans är kristallgittret atomärt; och grundämnena VA, VI A, VII A, VIII A i enkla ämnen har ett molekylärt kristallgitter.

Vi fortsätter att arbeta med den färdiga tabellen.

Lärare: Titta noga på bordet. Vilket mönster observeras?

Vi lyssnar noga på elevernas svar, varefter vi drar en slutsats tillsammans med klassen. Slutsats 2 (bild 17)

4. Fixering av materialet.

Test (självkontroll):

Ämnen som har ett molekylärt kristallgitter, som regel:
a) Eldfast och mycket löslig i vatten
b) Smältbar och flyktig
c) Fast och elektriskt ledande
d) Värmeledande och plastisk

Begreppet "molekyl" är inte tillämpligt i förhållande till den strukturella enheten av ett ämne:
ett vatten
b) Syre
c) Diamant
d) Ozon

Atomkristallgittret är karakteristiskt för:
a) Aluminium och grafit
b) Svavel och jod
c) Kiseloxid och natriumklorid
d) Diamant och bor

Om ett ämne är mycket lösligt i vatten, har en hög smältpunkt och är elektriskt ledande, då är dess kristallgitter:
a) Molekylär
b) Kärnkraft
c) Jonisk
d) metall

5. Reflektion.

6. Läxor.

Beskriv varje typ av kristallgitter enligt planen: Vad finns i kristallgittrets noder, strukturell enhet → Typ av kemisk bindning mellan nodens partiklar → Samverkanskrafter mellan kristallpartiklar → Fysiska egenskaper på grund av kristallgittret → Aggregerat tillstånd av materia under normala förhållanden → Exempel.

Enligt formlerna för de givna ämnena: SiC, CS 2 , NaBr, C 2 H 2 - bestäm typen av kristallgitter (jonisk, molekylär) för varje förening och, baserat på detta, beskriv de förväntade fysikaliska egenskaperna för var och en av de fyra ämnen.

Bindningarna mellan joner i en kristall är mycket starka och stabila.Därför har ämnen med jongitter hög hårdhet och styrka, är eldfasta och icke-flyktiga.

Ämnen med jonkristallgitter har följande egenskaper:

1. Relativt hög hårdhet och styrka;

2. Bräcklighet;

3. Värmebeständighet;

4. Eldfasthet;

5. Icke-flyktig.

Exempel: salter - natriumklorid, kaliumkarbonat, baser - kalciumhydroxid, natriumhydroxid.

4. Mekanismen för bildandet av en kovalent bindning (utbyte och donator-acceptor).

Varje atom tenderar att fullborda sin yttre elektroniska nivå för att minska potentiell energi. Därför attraheras en atoms kärna till sig själv av elektrontätheten hos en annan atom, och vice versa är elektronmolnen från två angränsande atomer överlagrade.

Demonstration av en tillämpning och ett schema för bildandet av en kovalent opolär kemisk bindning i en vätemolekyl. (Eleverna skriver och ritar diagram).

Slutsats: Bindningen mellan atomer i en vätemolekyl utförs genom ett gemensamt elektronpar. En sådan bindning kallas en kovalent bindning.

Vilken bindning kallas kovalent icke-polär? (Lärobok s. 33).

Att upprätta elektroniska formler för molekyler av enkla ämnen av icke-metaller:

CI CI är den elektroniska formeln för klormolekylen,

CI -- CI är strukturformeln för klormolekylen.

N N är den elektroniska formeln för kvävemolekylen,

N ≡ N - strukturformel för kvävemolekylen.

Elektronnegativitet. Kovalenta polära och icke-polära bindningar. Multipel av en kovalent bindning.

Men molekyler kan också bilda olika atomer av icke-metaller, i vilket fall det gemensamma elektronparet kommer att skifta till ett mer elektronegativt kemiskt element.

Studera läroboksmaterialet på sidan 34

Slutsats: Metaller har ett lägre elektronegativitetsvärde än icke-metaller. Och det är väldigt olika dem emellan.

Demonstration av ett schema för bildandet av en polär kovalent bindning i en vätekloridmolekyl.

Det delade elektronparet är förspänt mot klor, vilket är mer elektronegativt. Så detta är en kovalent bindning. Det bildas av atomer vars elektronegativitet inte skiljer sig mycket, så det är en kovalent polär bindning.

Sammanställning av elektroniska formler för jodväte och vattenmolekyler:

H J - elektronisk formel för vätejodmolekylen,

H → J är strukturformeln för vätejodidmolekylen.

H O är den elektroniska formeln för vattenmolekylen,

H → O - strukturformel för vattenmolekylen.

Självständigt arbete med läroboken: skriv ut definitionen av elektronegativitet.

Molekylära och atomära kristallgitter. Egenskaper hos ämnen med molekylära och atomära kristallgitter

Självständigt arbete med läroboken.

Frågor för självkontroll

En atom vars grundämne har en kärnladdning på +11

- Skriv ner schemat för natriumatomens elektroniska struktur

– Är det yttre lagret komplett?

– Hur slutför man fyllningen av elektronskiktet?

- Rita ett diagram över rekylen för en elektron

– Jämför strukturen av natriumatomen och jonen

Jämför strukturen för atomen och jonen i den inerta gasen neon.

Bestäm atomen för vilket grundämne med antalet protoner 17.

- Skriv ner schemat för atomens elektroniska struktur.

– Lagret klart? Hur man uppnår detta.

– Gör ett diagram över fullbordandet av elektronskiktet av klor.

Gruppuppgift:

Grupp 1-3: Sammanställ de elektroniska formlerna och strukturformlerna för ämnesmolekylerna och ange typen av bindning Br 2; NH3.

4-6 grupper: Sammanställ de elektroniska och strukturella formlerna för molekylerna av ämnen och ange typen av bindning F 2; Hbr.

Två studenter arbetar på en extra styrelse med samma uppgift för en provsjälvgranskning.

Muntlig undersökning.

1. Definiera termen "elektronegativitet".

2. Vad beror en atoms elektronegativitet på?

3. Hur förändras elektronegativiteten hos grundämnens atomer i perioder?

4. Hur förändras elektronegativiteten hos grundämnens atomer i huvudundergrupperna?

5. Jämför elektronegativiteten för metall- och icke-metallatomer. Skiljer sig sätten att komplettera det yttre elektronskiktet, som är karakteristiskt för atomer av metaller och icke-metaller, åt? Vilka är orsakerna till detta?

7. Vilka kemiska grundämnen kan donera elektroner, ta emot elektroner?

Vad händer mellan atomer när de donerar och tar emot elektroner?

Vad heter partiklarna som bildas av en atom som ett resultat av donation eller tillsats av elektroner?

8. Vad händer när atomerna i en metall och en icke-metall möts?

9. Hur bildas en jonbindning?

10. En kemisk bindning som bildas på grund av bildandet av vanliga elektronpar kallas ...

11. Kovalent bindning sker ... och ...

12. Vad är likheten mellan en kovalent polär och kovalent icke-polär bindning? Vad bestämmer polariteten för en bindning?

13. Vad är skillnaden mellan kovalenta polära och kovalenta icke-polära bindningar?

LEKTIONSPLAN #8

Disciplin: Kemi.

Ämne: Metallanslutning. Aggregat tillstånd av ämnen och vätebindning .

Syftet med lektionen: Att bilda begreppet kemiska bindningar med exemplet på en metallisk bindning. Uppnå en förståelse för mekanismen för bindningsbildning.

Planerade resultat

Ämne: bildande av en persons synsätt och funktionella läskunnighet för att lösa praktiska problem; förmåga att bearbeta, förklara resultaten; vilja och förmåga att tillämpa kunskapsmetoder för att lösa praktiska problem;

Metasubject: användningen av olika källor för att få kemisk information, förmågan att bedöma dess tillförlitlighet för att uppnå bra resultat inom yrkesområdet;

Personlig: förmågan att använda prestationerna från modern kemivetenskap och kemisk teknik för att öka sin egen intellektuella utveckling i det valda yrkesverksamhet;

Tidsnorm: 2 timmar

Klasstyp: Föreläsning.

Lektionsplanering:

1. Metallanslutning. Metalliskt kristallgitter och metallisk kemisk bindning.

2. Fysikaliska egenskaper hos metaller.

3. Aggregat tillstånd av ämnen. Ett ämnes övergång från ett aggregationstillstånd till ett annat.

4. Vätebindning

Utrustning: Periodiskt system kemiska grundämnen, kristallgitter, handout.

Litteratur:

1. Kemi årskurs 11: lärobok. för allmänbildning organisationer G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Upplysning, 2014. -208 s.: Ill..

2. Kemi för yrken och specialiteter av en teknisk profil: en lärobok för studenter. medelstora institutioner. prof. utbildning / O.S.Gabrielyan, I.G. Ostromov. - 5:e uppl., raderad. - M .: Publishing Center "Academy", 2017. - 272 s., med färg. sjuk.

Föreläsare: Tubaltseva Yu.N.

Låt oss prata om fasta ämnen. Fasta ämnen kan delas in i två stora grupper: amorf Och kristallin. Vi kommer att separera dem enligt principen oavsett om det är ordning eller inte.

I amorfa ämnen molekyler är ordnade slumpmässigt. Det finns inga regelbundenheter i deras rumsliga arrangemang. I själva verket är amorfa ämnen mycket trögflytande vätskor, så trögflytande att de är fasta.

Därav namnet: "a-" är en negativ partikel, "morphe" är en form. Amorfa ämnen inkluderar: glas, hartser, vax, paraffin, tvål.

Bristen på ordning i arrangemanget av partiklar bestämmer de fysiska egenskaperna hos amorfa kroppar: de inte har fasta smältpunkter. När de värms upp minskar deras viskositet gradvis, och de blir också gradvis flytande.

Till skillnad från amorfa ämnen finns det kristallina. Partiklar av ett kristallint ämne är rumsligt ordnade. Detta är den korrekta strukturen av det rumsliga arrangemanget av partiklar i ett kristallint ämne kallas kristallgitter.

Till skillnad från amorfa kroppar, kristallina ämnen har fasta smältpunkter.

Beroende på vilka partiklar som finns i gitternoder, och från vad bindningar håller dem skilja: molekyl-, kärn, jonisk Och metall galler.

Varför är det fundamentalt viktigt att veta vad ett ämnes kristallgitter är? Vad definierar hon? Allt. Strukturen definierar hur kemiska och fysikaliska egenskaper hos materia.

Det enklaste exemplet är DNA. I alla organismer på jorden är den byggd från samma uppsättning strukturella komponenter: fyra typer av nukleotider. Och vilken variation av livet. Allt bestäms av strukturen: i vilken ordning dessa nukleotider är ordnade.

Molekylärt kristallgitter.

Ett typiskt exempel är vatten i fast tillstånd (is). Gitterställena innehåller hela molekyler. Och hålla ihop dem intermolekylära interaktioner: vätebindningar, van der Waals krafter.

Dessa kopplingar är svaga, så molekylärt gitter – den ömtåligaste, är smältpunkten för sådana ämnen låg.

Ett bra diagnostiskt tecken: om ett ämne har ett flytande eller gasformigt tillstånd under normala förhållanden och / eller har en lukt, så har detta ämne troligen ett molekylärt kristallgitter. De flytande och gasformiga tillstånden är trots allt en konsekvens av att molekylerna på kristallens yta inte håller bra (bindningarna är svaga). Och de är "blåsta". Denna egenskap kallas volatilitet. Och de tömda molekylerna, som sprider sig i luften, når våra luktorgan, vilket subjektivt känns som en lukt.

Det molekylära kristallgittret har:

1. Några enkla ämnen av icke-metaller: I 2, P, S (det vill säga alla icke-metaller som inte har ett atomgitter).
2. Nästan allt organiskt material ( förutom salter).
3. Och som tidigare nämnts är ämnen under normala förhållanden flytande eller gasformiga (som är frysta) och/eller har en lukt (NH 3, O 2, H 2 O, syror, CO 2).

Atomkristallgitter.

I noderna i det atomära kristallgittret, i motsats till den molekylära, finns det enskilda atomer. Det visar sig att kovalenta bindningar håller gallret (de binder trots allt neutrala atomer).

Ett klassiskt exempel är standarden för hårdhetsstyrka - diamant (av kemisk natur är det ett enkelt ämne kol). Anslutningar: kovalent icke-polär, eftersom endast kolatomer bildar gittret.

Men till exempel i en kvartskristall ( kemisk formel varav SiO 2) är Si- och O-atomer, därför bindningarna kovalent polär.

Fysikaliska egenskaper hos ämnen med ett atomärt kristallgitter:

1. styrka, hårdhet
2. höga smältpunkter (eldfast)
3. icke-flyktiga ämnen
4. olöslig (varken i vatten eller i andra lösningsmedel)

Alla dessa egenskaper beror på styrkan hos kovalenta bindningar.

Det finns få ämnen i det atomära kristallgittret. Det finns inget speciellt mönster, så du behöver bara komma ihåg dem:

1. Allotropa modifieringar av kol (C): diamant, grafit.
2. Bor (B), kisel (Si), germanium (Ge).
3. Endast två allotropa modifieringar av fosfor har ett atomärt kristallgitter: röd fosfor och svart fosfor. (Vit fosfor har ett molekylärt kristallgitter).
4. SiC - karborundum (kiselkarbid).
5. BN är bornitrid.
6. Kiseldioxid, bergkristall, kvarts, flodsand - alla dessa ämnen har sammansättningen SiO 2.
7. Korund, rubin, safir - dessa ämnen har sammansättningen Al 2 O 3.

Säkert uppstår frågan: C är både diamant och grafit. Men de är helt olika: grafit är ogenomskinlig, fläckar, leder elektrisk ström, och diamant är transparent, färgar inte och leder inte ström. De skiljer sig i struktur.

Och sedan, och sedan - atomgittret, men annorlunda. Därför är egenskaperna olika.

Jonisk kristallgitter.

Ett klassiskt exempel: bordssalt: NaCl. Vid noderna av gittret är individuella joner: Na+ och Cl–. Håller gallrets elektrostatiska attraktionskrafter mellan joner ("plus" dras till "minus"), dvs. jonbindning.

Joniska kristallgitter är ganska starka, men spröda, smältpunkterna för sådana ämnen är ganska höga (högre än för representanter för en metall, men lägre än för ämnen med ett atomgitter). Många är vattenlösliga.

Som regel finns det inga problem med definitionen av jonkristallgittret: där det finns en jonbindning finns det ett jonkristallgitter. Detta: alla salter, metalloxider, alkalier(och andra basiska hydroxider).

Metalliskt kristallgitter.

Metallgallret är realiserat i enkla ämnen metaller. Tidigare sa vi att all prakt av den metalliska bindningen endast kan förstås tillsammans med det metalliska kristallgittret. Timmen har kommit.

Den huvudsakliga egenskapen hos metaller: elektroner på yttre energinivån dåligt hållna, så de är lätta att ge. Efter att ha förlorat en elektron förvandlas metallen till en positivt laddad jon - en katjon:

Na 0 – 1e → Na+

I ett metallkristallgitter pågår ständigt rekyl- och elektronbindningsprocesser: en elektron lösgörs från en metallatom vid ett gitterställe. En katjon bildas. Den lösgjorda elektronen attraheras av en annan katjon (eller samma): en neutral atom bildas igen.

Noderna i metallkristallgittret innehåller både neutrala atomer och metallkatjoner. Och fria elektroner färdas mellan noder:

Dessa fria elektroner kallas elektrongas. Det är de som bestämmer de fysikaliska egenskaperna hos enkla ämnen av metaller:

1. termisk och elektrisk ledningsförmåga
2. metallisk lyster
3. formbarhet, plasticitet

Detta är en metallisk bindning: metallkatjoner attraheras av neutrala atomer och allt detta "limmas ihop" av fria elektroner.

Hur man bestämmer typen av kristallgitter.

P.S. Det ligger något i Läroplanen och USE-programmet i detta ämne är något som vi inte riktigt håller med om. Nämligen: en generalisering att vilken metall-icke-metallbindning som helst är en jonbindning. Detta antagande görs medvetet, tydligen för att förenkla programmet. Men detta leder till förvrängning. Gränsen mellan joniska och kovalenta bindningar är villkorad. Varje bindning har sin egen procentandel "jonisk" och "kovalent". Bindningen med en lågaktiv metall har en liten procentandel av "jonicitet", den är mer som en kovalent. Men enligt USE-programmet är den "avrundad" mot den joniska. Det ger upphov till ibland absurda saker. Till exempel är Al 2 O 3 ett ämne med ett atomärt kristallgitter. Vilken typ av jonicitet pratar vi om här. Endast en kovalent bindning kan hålla atomer på detta sätt. Men enligt "metall-icke-metall"-standarden kvalificerar vi denna bindning som jonisk. Och det visar sig vara en motsägelse: gittret är atomärt och bindningen är jonisk. Det är vad alltför förenkling leder till.