Hem › Kylsystem › Vad är ett kristallgitter? Atomiskt, molekylärt, joniskt och metallkristallgitter

Vad är ett kristallgitter? Atomiskt, molekylärt, joniskt och metallkristallgitter

Kemi är en fantastisk vetenskap. Så många otroliga saker 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 identifierat 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 flytande form förvandlas det till ånga. Vid temperaturer under 0 omvandlas den till nästa aggregatstruktur - is.

Allt materiell värld Den innehåller en massa identiska partiklar som är kopplade till varandra. Dessa minsta element är strikt uppradade i rymden och bildar den så kallade rumsliga ramen.

Definition

Ett kristallgitter är en speciell struktur av ett fast ämne där partiklarna står i en geometriskt strikt ordning i rymden. I den kan du hitta noder - 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 viss smältpunkt. När de utsätts för förhöjda temperaturer mjuknar de och övergår gradvis till flytande form. Dessa typer av 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 uppvisar olika egenskaper. Detta fenomen kallas allotropisk modifiering.

Atomtyp

I denna typ innehåller noderna atomer av ett visst ämne som är förbundna med kovalenta bindningar. Denna typ av bindning bildas av ett par elektroner från två angränsande atomer. Tack vare detta är de anslutna jämnt och i en 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 noder som skapar ett elektromagnetiskt fält som kännetecknar ett ämnes fysikaliska egenskaper. Dessa kommer att omfatta: elektrisk ledningsförmåga, eldfasthet, densitet och hårdhet. Bordssalt och kaliumnitrat kännetecknas av närvaron av ett jonkristallgitter.

Missa inte: utbildningsmekanism, specifika exempel.

Molekylär typ

I noder av denna typ finns joner kopplade till varandra av van der Waals-krafter. På grund av svaga intermolekylära bindningar kännetecknas ämnen som is, koldioxid och paraffin av plasticitet, elektrisk och termisk ledningsförmåga.

Metalltyp

Dess struktur liknar en molekylär, men den har fortfarande starkare bindningar. Skillnaden mellan denna typ är att dess noder innehåller positivt laddade katjoner. Elektroner som finns i mellanrummet rymden, delta i bildandet av ett elektriskt fält. De kallas även elgas.

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

Tillbaka framåt

Uppmärksamhet! Förhandsvisningar av bilder är endast i informationssyfte och representerar kanske inte alla funktioner i presentationen. Om du är intresserad detta jobb, ladda ner den fullständiga versionen.

Lektionstyp: Kombinerad.

Lektionens huvudmål: Att ge eleverna specifika idéer om amorfa och kristallina ämnen, typer av kristallgitter, att fastställa sambandet mellan ämnens struktur och egenskaper.

Lektionens mål.

Utbildning: att bilda begrepp om det kristallina och amorfa tillståndet hos fasta ämnen, att göra eleverna bekanta med olika typer av kristallgitter, att fastställa beroendet av en kristalls fysikaliska egenskaper på naturen av den kemiska bindningen i kristallen och typen av kristall. gitter, för att ge eleverna grundläggande idéer om inverkan av naturen hos kemiska bindningar och typer av kristallgitter på materiens egenskaper, ge eleverna en uppfattning om lagen om kompositionens beständighet.

Utbildning: fortsätt att bilda elevernas världsbild, överväga det ömsesidiga inflytandet av komponenterna i hela strukturella partiklar av ämnen, som ett resultat av vilka nya egenskaper uppstår, utveckla förmågan att organisera sitt pedagogiska arbete och följa arbetsreglerna i ett lag.

Utveckling: utveckla skolbarnens kognitiva intresse genom att använda problemsituationer; förbättra elevernas förmåga att fastställa orsak-och-verkan beroende av ämnens fysikaliska egenskaper på kemiska bindningar och typen av kristallgitter, för att förutsäga typen av kristallgitter baserat på ämnets fysikaliska egenskaper.

Utrustning: Periodiska systemet för D.I. Mendeleev, samling "Metaller", icke-metaller: svavel, grafit, röd fosfor, syre; Presentation "Kristallgitter", modeller av kristallgitter av olika typer (bordssalt, diamant och grafit, koldioxid och jod, metaller), prover av plast och produkter gjorda av dem, glas, plasticine, hartser, vax, tuggummi, choklad , dator, multimediainstallation, videoexperiment "Sublimering av bensoesyra".

Under lektionerna

1. Organisatoriskt ögonblick.

Läraren välkomnar elever och spelar in de som är frånvarande.

Sedan berättar han ämnet för lektionen och syftet med lektionen. Eleverna skriver ner ämnet för lektionen i sin anteckningsbok. (Bild 1, 2).

2. Kontrollera läxor

(2 elever vid tavlan: Bestäm typen av kemisk bindning för ämnen med formlerna:

1) NaCl, CO2, I2; 2) Na, NaOH, H 2 S (skriv svaret på tavlan och ta med det i enkäten).

3. Analys av situationen.

Lärare: Vad studerar kemi? Svar: Kemi är vetenskapen om ämnen, deras egenskaper och omvandlingar av ämnen.

Lärare: Vad är ett ämne? Svar: Materia är vad den fysiska kroppen är gjord av. (Bild 3).

Lärare: Vilka tillstånd av materia känner du till?

Svar: Det finns tre aggregationstillstånd: fast, flytande och gasformig. (Bild 4).

Lärare: Ge exempel på ämnen som kan finnas i alla tre aggregationstillstånd vid olika temperaturer.

Svar: Vatten. Under normala förhållanden är vatten i flytande tillstånd, när temperaturen sjunker under 0 0 C förvandlas vatten till ett fast tillstånd - is, och när temperaturen stiger till 100 0 C får vi vattenånga (gasformigt tillstånd).

Lärare (tillägg): Vilken substans som helst kan erhållas i fast, flytande och gasform. Förutom vatten är dessa metaller som under normala förhållanden är i fast tillstånd, när de värms upp börjar de mjukna och vid en viss temperatur (t pl) förvandlas de till flytande tillstånd - de smälter. Vid ytterligare uppvärmning, till kokpunkten, börjar metallerna avdunsta, d.v.s. gå in i ett gasformigt tillstånd. Vilken gas som helst kan omvandlas till ett flytande och fast tillstånd genom att sänka temperaturen: till exempel syre, som vid en temperatur (-194 0 C) förvandlas till en blå vätska, och vid en temperatur (-218,8 0 C) stelnar till en snöliknande massa bestående av kristaller av blå färg. Idag i klassen ska vi titta på materiens fasta tillstånd.

Lärare: Nämn vilka fasta ämnen som finns på dina bord.

Svar: Metaller, plasticine, bordssalt: NaCl, grafit.

Lärare: Vad tycker du? Vilket av dessa ämnen är överskott?

Svar: Plasticin.

Lärare: Varför?

Antaganden görs. Om eleverna tycker att det är svårt, kommer de med hjälp av läraren till slutsatsen att plasticin, till skillnad från metaller och natriumklorid, inte har en viss smältpunkt - det (plasticin) mjuknar gradvis och förvandlas till ett flytande tillstånd. Sådant är till exempel choklad som smälter i munnen, eller tuggummi, samt glas, plaster, hartser, vax (när läraren förklarar visar klassproverna av dessa ämnen). Sådana ämnen kallas amorfa. (bild 5), och metaller och natriumklorid är kristallina. (Bild 6).

Således särskiljs två typer av fasta ämnen : amorf och kristallin. (bild 7).

1) Amorfa ämnen har ingen specifik smältpunkt och arrangemanget av partiklar i dem är inte strikt beställt.

Kristallina ämnen har en strikt definierad smältpunkt och, viktigast av allt, kännetecknas av det korrekta arrangemanget av partiklarna från vilka de är byggda: atomer, molekyler och joner. Dessa partiklar är belägna på strikt definierade punkter i rymden, och om dessa noder är förbundna med raka linjer, bildas en rumslig ram - kristallcell.

Frågar läraren problematiska frågor

Hur förklarar man förekomsten av fasta ämnen med så olika egenskaper?

2) Varför delas kristallina ämnen i vissa plan vid sammanstötning, medan amorfa ämnen inte har denna egenskap?

Lyssna på elevernas svar och led dem till slutsats:

Egenskaperna hos ämnen i fast tillstånd beror på typen av kristallgitter (främst på vilka partiklar som finns i dess noder), vilket i sin tur bestäms av typen av kemisk bindning i ett givet ämne.

Kontrollera läxor:

1) NaCl – jonbindning,

CO 2 – kovalent polär bindning

I 2 - kovalent opolär bindning

2) Na – metallbindning

NaOH - jonbindning mellan Na + jon - (O och H kovalent)

H2S - kovalent polär

Frontalundersökning.

Vilken bindning kallas jonisk?
Vilken typ av bindning kallas kovalent?
Vilken bindning kallas en polär kovalent bindning? icke-polär?
Vad kallas elektronegativitet?

Slutsats: Det finns en logisk sekvens, förhållandet mellan fenomen i naturen: Atomens struktur -> EO -> Typer av kemiska bindningar -> Typ av kristallgitter -> Ämnesegenskaper . (bild 10).

Lärare: Beroende på typen av partiklar och arten av sambandet mellan dem, skiljer de fyra typer av kristallgitter: joniska, molekylära, atomära och metalliska. (Bild 11).

Resultaten presenteras i följande tabell - en exempeltabell vid elevernas skrivbord. (se bilaga 1). (Bild 12).

Joniska kristallgitter

Lärare: Vad tycker du? För ämnen med vilken typ av kemisk bindning kommer denna typ av gitter att vara karakteristisk?

Svar: Ämnen med joniska kemiska bindningar kommer att kännetecknas av ett jongitter.

Lärare: Vilka partiklar kommer att finnas vid gitternoderna?

Svar: Jonas.

Lärare: Vilka partiklar kallas joner?

Svar: Joner är partiklar som har en positiv eller negativ laddning.

Lärare: Vilken är sammansättningen av joner?

Svar: Enkelt och komplext.

Demonstration - modell av natriumklorid (NaCl) kristallgitter.

Lärarens förklaring: Vid noderna av natriumkloridkristallgittret finns natrium- och klorjoner.

I NaCl-kristaller finns inga individuella natriumkloridmolekyler. Hela kristallen bör betraktas som en jättelik makromolekyl bestående av lika många Na + och Cl - joner, Na n Cl n, där n är ett stort antal.

Bindningarna mellan joner i en sådan kristall är mycket starka. Därför har ämnen med jongitter en relativt hög hårdhet. De är eldfasta, icke-flyktiga och ömtåliga. Deras smältor leder elektrisk ström (varför?) och löser sig lätt i vatten.

Joniska föreningar är binära föreningar av metaller (IA och II A), salter och alkalier.

Atomkristallgitter

Demonstration av kristallgitter av diamant och grafit.

Eleverna har grafitprover på bordet.

Lärare: Vilka partiklar kommer att finnas vid noderna av atomkristallgittret?

Svar: Vid noderna i det atomära kristallgittret finns individuella atomer.

Lärare: Vilken kemisk bindning kommer att uppstå mellan atomer?

Svar: Kovalent kemisk bindning.

Lärarens förklaringar.

Faktum är att på platserna för atomiska kristallgitter finns individuella atomer anslutna till varandra genom kovalenta bindningar. Eftersom atomer, liksom joner, kan ordnas olika i rymden, bildas kristaller av olika former.

Atomkristallgitter av diamant

Det finns inga molekyler i dessa gitter. Hela kristallen bör betraktas som en jättemolekyl. Ett exempel på ämnen med denna typ av kristallgitter är allotropa modifieringar av kol: diamant, grafit; samt bor, kisel, röd fosfor, germanium. Fråga: Vilka är dessa ämnen i sammansättningen? Svar: Enkel i sammansättningen.

Atomkristallgitter har inte bara enkla, utan också komplexa. Till exempel aluminiumoxid, kiseloxid. Alla dessa ämnen har mycket höga smältpunkter (diamant har över 3500 0 C), är starka och hårda, icke-flyktiga och praktiskt taget olösliga i vätskor.

Metallkristallgaller

Lärare: Killar, ni har en samling metaller på era bord, låt oss titta på dessa prover.

Fråga: Vilken kemisk bindning är karakteristisk för metaller?

Svar: Metall. Bindning i metaller mellan positiva joner genom delade elektroner.

Fråga: Vilka allmänna fysikaliska egenskaper är karakteristiska för metaller?

Svar: Glans, elektrisk ledningsförmåga, värmeledningsförmåga, duktilitet.

Fråga: Förklara vad är anledningen till att så många olika ämnen har samma fysikaliska egenskaper?

Svar: Metaller har en enda struktur.

Demonstration av modeller av metallkristallgitter.

Lärarens förklaring.

Ämnen med metallbindningar har metalliska kristallgitter

På platserna för sådana gitter finns det atomer och positiva joner av metaller, och valenselektroner rör sig fritt i kristallens volym. Elektronerna attraherar elektrostatiskt positiva metalljoner. Detta förklarar gallrets stabilitet.

Molekylära kristallgitter

Läraren demonstrerar och namnger ämnena: jod, svavel.

Fråga: Vad har dessa ämnen gemensamt?

Svar: Dessa ämnen är icke-metaller. Enkel i kompositionen.

Fråga: Vad är den kemiska bindningen inuti molekyler?

Svar: Den kemiska bindningen inuti molekyler är kovalent opolär.

Fråga: Vilka fysikaliska egenskaper är karakteristiska för dem?

Svar: Flyktig, smältbar, lätt löslig i vatten.

Lärare: Låt oss jämföra egenskaperna hos metaller och icke-metaller. Eleverna svarar att egenskaperna är fundamentalt olika.

Fråga: Varför skiljer sig egenskaperna hos icke-metaller mycket från egenskaperna hos metaller?

Svar: Metaller har metalliska bindningar, medan icke-metaller har kovalenta, opolära bindningar.

Lärare: Därför är typen av galler annorlunda. Molekyl.

Fråga: Vilka partiklar finns i gitterpunkterna?

Svar: Molekyler.

Demonstration av kristallgitter av koldioxid och jod.

Lärarens förklaring.

Molekylärt kristallgitter

Som vi ser kan inte bara fasta ämnen ha ett molekylärt kristallgitter. enkelämnen: ädelgaser, H 2, O 2, N 2, I 2, O 3, vit fosfor P 4, men också komplex: fast vatten, fast väteklorid och vätesulfid. De flesta fasta organiska föreningar har molekylära kristallgitter (naftalen, glukos, socker).

Gitterställena innehåller opolära eller polära molekyler. Trots att atomerna inuti molekylerna är förbundna med starka kovalenta bindningar verkar svaga intermolekylära krafter mellan molekylerna själva.

Slutsats:Ämnena är ömtåliga, har låg hårdhet, låg smältpunkt, är flyktiga och kan sublimeras.

Fråga : Vilken process kallas sublimering eller sublimering?

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

Demonstration av experimentet: sublimering av bensoesyra (videoexperiment).

Arbeta med ett färdigt bord.

Bilaga 1. (Bild 17)

Kristallgitter, typ av bindning och ämnens egenskaper

Typ av galler	Typer av partiklar vid gitterplatser	Typ av koppling mellan partiklar	Exempel på ämnen	Fysikaliska egenskaperämnen
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 elektrisk ström
Kärn	Atomer	1. Kovalent opolär - 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 (IY)-SiO 2	Mycket hård, mycket eldfast, hållbar, icke-flyktig, olöslig i vatten
Molekyl	Molekyler	Mellan molekylerna finns svaga krafter av intermolekylär attraktion, men inuti molekylerna finns en stark kovalent bindning	Fasta ämnen under speciella förhållanden som under normala förhållanden är gaser eller vätskor (O2, H2, Cl2, N2, Br2, H2O, CO2, HCl); svavel, vit fosfor, jod; organiskt material	Bräcklig, flyktig, smältbar, kan sublimeras, har låg hårdhet
Metall	Atomjoner	Metall av olika styrka	Metaller och legeringar	Formbar, glänsande, formbar, termiskt och elektriskt ledande

Fråga: Vilken typ av kristallgitter från de som diskuterats ovan finns inte i enkla ämnen?

Svar: Joniska kristallgitter.

Fråga: Vilka kristallgitter är karakteristiska för enkla ämnen?

Svar: För enkla ämnen - metaller - ett metallkristallgitter; för icke-metaller - atomär eller molekylär.

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

Fråga: Var finns metallelementen i det periodiska systemet och varför? Icke-metalliska element och varför?

Svar: Om du ritar en diagonal från bor till astatin, kommer det att finnas metallelement i det nedre vänstra hörnet av denna diagonal, eftersom vid den sista energinivån innehåller de från en till tre elektroner. Dessa är grundämnen I A, II A, III A (utom 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 de från fyra till åtta elektroner. Dessa är grundämnena IY A, Y A, YI A, YII A, YIII A och bor.

Lärare: Låt oss hitta icke-metalliska element som har 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 typen av gitter metall.

För de icke-metalliska elementen IY A och bor i en enkel substans är kristallgittret atomärt; och elementen Y A, YIA, YII A, YIII A i enkla ämnen har ett molekylärt kristallgitter.

Vi fortsätter att arbeta med den färdiga tabellen.

Lärare: Titta noga på bordet. Vilket mönster kan observeras?

Vi lyssnar noga på elevernas svar och drar sedan tillsammans med klassen följande slutsats:

Det finns följande mönster: om ämnens struktur är känd kan deras egenskaper förutsägas, eller vice versa: om ämnens egenskaper är kända kan strukturen bestämmas. (Bild 18).

Lärare: Titta noga på bordet. Vilken annan klassificering av ämnen kan du föreslå?

Om eleverna tycker att det är svårt förklarar läraren det ämnen kan delas in i ämnen med molekylär och icke-molekylär struktur. (Bild 19).

Ämnen med molekylstruktur är uppbyggda av molekyler.

Ämnen med icke-molekylär struktur består av atomer och joner.

Lagen om kompositionens beständighet

Lärare: Idag ska vi bekanta oss med en av kemins grundläggande lagar. Detta är lagen om kompositionens beständighet, som upptäcktes av den franske kemisten J.L. Proust. Lagen gäller endast för ämnen med molekylär struktur. För närvarande lyder lagen så här: "Molekylära kemiska föreningar, oavsett metoden för deras framställning, har en konstant sammansättning och egenskaper." Men för ämnen med en icke-molekylär struktur är denna lag inte alltid sann.

Teoretisk och praktisk betydelse Lagen är att på grundval av dess sammansättning kan ämnen uttryckas med kemiska formler (för många ämnen med icke-molekylär struktur kemisk formel visar sammansättningen av inte en verkligt existerande, utan en villkorad molekyl).

Slutsats: Den kemiska formeln för ett ämne innehåller mycket information.(Bild 21)

Till exempel, SO 3:

1. Det specifika ämnet är svaveldioxid, eller svaveloxid (YI).

2.Typ av ämne - komplex; klass - oxid.

3. Kvalitativ sammansättning - består av två element: svavel och syre.

4. Kvantitativ sammansättning - molekylen består av 1 svavelatom och 3 syreatomer.

5. Relativ molekylvikt - Mr (SO 3) = 32 + 3 * 16 = 80.

6. Molär massa - M(SO3) = 80 g/mol.

7. Massor av annan information.

Konsolidering och tillämpning av förvärvad kunskap

(Bild 22, 23).

Tic-tac-toe-spel: stryk ut ämnen som har samma kristallgitter vertikalt, horisontellt, diagonalt.

Reflexion.

Läraren ställer frågan: "killar, vad lärde ni er nytt i klassen?"

Sammanfattning av lektionen

Lärare: Killar, låt oss sammanfatta de viktigaste resultaten av vår lektion - svara på frågorna.

1. Vilka klassificeringar av ämnen har du lärt dig?

2. Hur förstår du termen kristallgitter?

3. Vilka typer av kristallgitter känner du nu till?

4. Vilka regelbundenheter i ämnens struktur och egenskaper lärde du dig om?

5. I vilket tillstånd av aggregation har ämnen kristallgitter?

6. Vilken grundläggande kemilag lärde du dig i klassen?

Läxa: §22, noter.

1. Skapa formlerna för ämnena: kalciumklorid, kiseloxid (IY), kväve, vätesulfid.

Bestäm typen av kristallgitter och försök förutsäga vad dessa ämnens smältpunkter bör vara.

2. Kreativ uppgift -> ställ frågor till stycket.

Läraren tackar dig för lektionen. Ger betyg till eleverna.

Fasta ämnen finns i kristallina och amorfa tillstånd och är övervägande kristallina till sin struktur. Det kännetecknas av den korrekta placeringen av partiklar på exakt definierade punkter, kännetecknad av periodisk upprepning i volymen.Om du mentalt kopplar dessa punkter med raka linjer får vi ett rumsligt ramverk, som kallas ett kristallgitter. Begreppet "kristallgitter" hänvisar till ett geometriskt mönster som beskriver den tredimensionella periodiciteten i arrangemanget av molekyler (atomer, joner) i kristallina rymden.

Placeringen av partiklar kallas gitternoder. Det finns internodala anslutningar inuti ramen. Typen av partiklar och arten av sambandet mellan dem: molekyler, atomer, joner bestämmer totalt fyra typer: joniska, atomära, molekylära och metalliska.

Om joner (partiklar med negativa eller Positiv laddning), är detta ett jonkristallgitter som kännetecknas av bindningar med samma namn.

Dessa anslutningar är mycket starka och stabila. Därför har ämnen med denna typ av struktur en ganska hög hårdhet och densitet, är icke-flyktiga och eldfasta. På låga temperaturer de manifesterar sig som dielektriska ämnen. Men när sådana föreningar smälter, störs det geometriskt korrekta jonkristallgittret (arrangemanget av joner) och hållfasthetsbindningarna minskar.

Vid temperaturer nära smältpunkten kan kristaller med jonbindningar redan leda elektrisk ström. Sådana föreningar är lättlösliga i vatten och andra vätskor som består av polära molekyler.

Ett jonkristallgitter är karakteristiskt för alla ämnen med en jonisk bindning - salter, metallhydroxider, binära föreningar av metaller med icke-metaller. har ingen riktning i rymden, eftersom varje jon är associerad med flera motjoner samtidigt, vars interaktionsstyrka beror på avståndet mellan dem (Coulombs lag). Joniskt bundna föreningar har en icke-molekylär struktur; de är fasta ämnen med joniska gitter, hög polaritet, höga smält- och kokpunkter och är elektriskt ledande i vattenlösningar. Föreningar med jonbindningar finns praktiskt taget aldrig i sin rena form.

Det joniska kristallgittret är inneboende i vissa hydroxider och oxider av typiska metaller, salter, dvs. ämnen med joniska

Förutom jonbindningar innehåller kristaller metalliska, molekylära och kovalenta bindningar.

Kristaller som har en kovalent bindning är halvledare eller dielektrika. Typiska exempel på atomkristaller är diamant, kisel och germanium.

Diamant är ett mineral, en allotropisk kubisk modifiering (form) av kol. Kristallcell diamant - atomär, mycket komplex. Vid noderna i ett sådant gitter finns atomer anslutna till varandra med extremt starka kovalenta bindningar. Diamant består av individuella kolatomer, ordnade en i taget i mitten av en tetraeder, vars hörn är de fyra närmaste atomerna. Detta galler kännetecknas av en ansiktscentrerad kubisk struktur, som bestämmer den maximala hårdheten hos diamant och en ganska hög smältpunkt. Det finns inga molekyler i diamantgittret - och kristallen kan ses som en imponerande molekyl.

Dessutom är det karakteristiskt för kisel, fast bor, germanium och föreningar av enskilda grundämnen med kisel och kol (kiseldioxid, kvarts, glimmer, flodsand, karborundum). I allmänhet finns det relativt få representanter med ett atomgitter.

Det som finns i naturen bildas av ett stort antal identiska partiklar som är kopplade till varandra. Alla ämnen finns i tre aggregationstillstånd: gasformiga, flytande och fasta. När termisk rörelse är svår (vid låga temperaturer), såväl som i fasta ämnen, är partiklarna strikt orienterade i rymden, vilket manifesteras i deras exakta strukturella organisation.

Ett ämnes kristallgitter är en struktur med ett geometriskt ordnat arrangemang av partiklar (atomer, molekyler eller joner) vid vissa punkter i rymden. I olika gitter skiljer man mellan det mellanliggande utrymmet och själva noderna - de punkter där själva partiklarna befinner sig.

Det finns fyra typer av kristallgitter: metalliska, molekylära, atomära, joniska. Typerna av gitter bestäms i enlighet med typen av partiklar som finns vid deras noder, såväl som arten av förbindelserna mellan dem.

Ett kristallgitter kallas molekylärt om molekyler finns vid dess noder. De är förbundna med intermolekylära relativt svaga krafter, kallade van der Waals-krafter, men själva atomerna inuti molekylen är förbundna med en betydligt starkare eller opolär kraft). Det molekylära kristallgittret är karakteristiskt för klor, fast väte och andra ämnen som är gasformiga vid vanliga temperaturer.

Kristallerna som bildar ädelgaserna har också molekylära gitter som består av monoatomiska molekyler. Mest solid organiskt material har exakt denna struktur. Antalet som har en molekylstruktur är mycket litet. Dessa är till exempel fasta vätehalogenider, naturligt svavel, is, enkla fasta ämnen och några andra.

Vid uppvärmning förstörs relativt svaga intermolekylära bindningar ganska lätt, därför har ämnen med sådana gitter mycket låga smältpunkter och låg hårdhet, de är olösliga eller något lösliga i vatten, deras lösningar leder praktiskt taget inte elektrisk ström och kännetecknas av betydande flyktighet . De lägsta kok- och smältpunkterna är för ämnen gjorda av opolära molekyler.

Ett kristallgitter kallas metalliskt, vars noder bildas av atomer och positiva joner (katjoner) av metallen med fria valenselektroner (lossade från atomerna under bildandet av joner), som rör sig slumpmässigt i kristallens volym. Dessa elektroner är dock i huvudsak halvfria, eftersom de endast kan röra sig fritt inom ramverket som begränsas av ett givet kristallgitter.

Elektrostatiska elektroner och positiva metalljoner attraheras ömsesidigt, vilket förklarar metallkristallgittrets stabilitet. Samlingen av fritt rörliga elektroner kallas elektrongas - det ger bra elektriska och När en elektrisk spänning uppträder rusar elektroner till den positiva partikeln, deltar i skapandet av elektrisk ström och interagerar med joner.

Det metalliska kristallgittret är karakteristiskt främst för elementära metaller, såväl som för föreningar av olika metaller med varandra. De huvudsakliga egenskaperna som är inneboende i metallkristaller (mekanisk hållfasthet, flyktighet, fluktuerar ganska kraftigt. Men sådana fysikaliska egenskaper som plasticitet, formbarhet, hög elektrisk och termisk ledningsförmåga och en karakteristisk metallglans är karakteristiska endast för kristaller med ett metallgitter .

Det är inte enskilda atomer eller molekyler som ingår i kemiska interaktioner, utan ämnen.

Vår uppgift är att sätta oss in i materiens struktur.

Vid låga temperaturer är ämnen i ett stabilt fast tillstånd.

☼ Det hårdaste ämnet i naturen är diamant. Han anses vara kungen av alla ädelstenar och värdefulla stenar. Och själva namnet betyder "oförstörbar" på grekiska. Diamanter har länge setts på som mirakulösa stenar. Man trodde att en person som bär diamanter inte känner till magsjukdomar, inte påverkas av gift, behåller sitt minne och ett glatt humör till en mycket hög ålder och åtnjuter kunglig gunst.

☼ En diamant som har utsatts för smyckebearbetning - skärning, polering - kallas diamant.

Vid smältning som ett resultat av termiska vibrationer störs partiklarnas ordning, de blir rörliga, medan den kemiska bindningens natur inte störs. Det finns alltså inga grundläggande skillnader mellan fast och flytande tillstånd.

Vätskan får fluiditet (d.v.s. förmågan att ta formen av ett kärl).

Flytande kristaller

Flytande kristaller upptäcktes i slutet av 1800-talet, men har studerats under de senaste 20-25 åren. Många displayenheter modern teknologi, till exempel, vissa elektroniska klockor, minidatorer, fungerar på flytande kristaller.

I allmänhet låter orden "flytande kristaller" inte mindre ovanligt än "het is". Men i verkligheten kan is också vara varm, eftersom... vid ett tryck på mer än 10 000 atm. vattenis smälter vid temperaturer över 200 0 C. Det ovanliga med kombinationen "flytande kristaller" är att det flytande tillståndet indikerar strukturens rörlighet, och kristallen innebär strikt ordning.

Om ett ämne består av polyatomära molekyler med en långsträckt eller lamellär form och har en asymmetrisk struktur, då när det smälter, är dessa molekyler orienterade på ett visst sätt i förhållande till varandra (deras långa axlar är parallella). I detta fall kan molekylerna röra sig fritt parallellt med sig själva, d.v.s. systemet förvärvar flytbarhetsegenskapen som är karakteristisk för en vätska. Samtidigt bibehåller systemet en ordnad struktur, som bestämmer egenskaperna hos kristaller.

Den höga rörligheten hos en sådan struktur gör det möjligt att kontrollera den genom mycket svaga influenser (termiska, elektriska, etc.), d.v.s. målmedvetet ändra egenskaperna hos ett ämne, inklusive optiska, med mycket liten energiförbrukning, vilket är vad som används i modern teknik.

Typer av kristallgitter

Varje kemiskt ämne bildas av ett stort antal identiska partiklar som är sammankopplade.

Vid låga temperaturer, när termisk rörelse är svår, är partiklarna strikt orienterade i rymden och formen kristallgitter.

Kristallcell - Detta struktur med ett geometriskt korrekt arrangemang av partiklar i rymden.

I själva kristallgittret urskiljs noder och internodalt utrymme.

Samma ämne beroende på förhållandena (sid, t,...) finns i olika kristallina former (d.v.s. de har olika kristallgitter) - allotropa modifikationer som skiljer sig i egenskaper.

Till exempel är fyra modifikationer av kol kända: grafit, diamant, karbyn och lonsdaleite.

☼ Den fjärde varianten av kristallint kol, "lonsdaleite", är föga känd. Den upptäcktes i meteoriter och erhölls på konstgjord väg, och dess struktur studeras fortfarande.

☼ Sot, cola, träkol klassificeras som amorfa kolpolymerer. Det har dock nu blivit känt att även dessa är kristallina ämnen.

☼ Förresten, blanka svarta partiklar hittades i sotet, som kallades "spegelkol". Spegelkol är kemiskt inert, värmebeständigt, ogenomträngligt för gaser och vätskor, har en slät yta och är absolut kompatibel med levande vävnader.

☼ Namnet grafit kommer från det italienska "graffito" - jag skriver, jag ritar. Grafit är mörkgråa kristaller med svag metallglans och har ett skiktat galler. Enskilda lager av atomer i en grafitkristall, anslutna till varandra relativt svagt, separeras lätt från varandra.

TYPER AV KRISTALGALLER

	jonisk			metall
Vad finns i noderna av kristallgittret, strukturell enhet	joner	atomer	molekyler	atomer och katjoner
Typ av kemisk bindning mellan partiklar i noden	jonisk		kovalent: polär och icke-polär	metall
Interaktionskrafter mellan kristallpartiklar	elektrostatisk logisk	kovalent	intermolekylär- ny	elektrostatisk logisk
Fysikaliska egenskaper på grund av kristallgittret	· attraktionskrafterna mellan joner är starka, · T pl. (eldfast), · löser sig lätt i vatten, · smälta och lösningen leder elektrisk ström, icke-flyktig (ingen lukt)	· kovalenta bindningar mellan atomer är stora, · T pl. och T kip är väldigt, · lös inte i vatten, · smältan leder inte elektrisk ström	· attraktionskrafterna mellan molekyler är små, · T pl. ↓, vissa är lösliga i vatten, · har en flyktig lukt	· samverkanskrafterna är stora, · T pl. , Hög värme och elektrisk ledningsförmåga
Aggregat tillstånd för ett ämne under normala förhållanden	hård	hård	hård, gasformig flytande	hård, vätska (N g)
Exempel	de flesta salter, alkalier, typiska metalloxider	C (diamant, grafit), Si, Ge, B, SiO 2, CaC 2, SiC (karborundum), BN, Fe3C, TaC (t pl. =3800°C) Röd och svart fosfor. Oxider av vissa metaller.	alla gaser, vätskor, de flesta icke-metaller: inerta gaser, halogener, H 2, N 2, O 2, O 3, P 4 (vit), S 8. Väteföreningar av icke-metaller, oxider av icke-metaller: H 2 O, CO 2 "torris". De flesta organiska föreningar.	Metaller, legeringar

Om hastigheten för kristalltillväxt är låg vid kylning bildas ett glasartat tillstånd (amorft).

Förhållandet mellan ett elements position i det periodiska systemet och kristallgittret för dess enkla substans.

Det finns ett nära samband mellan ett elements position i det periodiska systemet och kristallgittret för dess motsvarande elementära substans.

		grupp
			III			VII	VIII
P e R Och O d						H 2
				N 2	O2	F 2
	III			P 4	S 8	Cl2
						BR 2
						jag 2
Typ kristallgitter		metall			atom-	molekyl-

De enkla ämnena i de återstående elementen har ett metalliskt kristallgitter.

FIXERING

Studera föreläsningsmaterialet och svara skriftligt på följande frågor i din anteckningsbok:

Vad är ett kristallgitter?
Vilka typer av kristallgitter finns?
Karakterisera varje typ av kristallgitter enligt planen: Vad finns i kristallgittrets noder, strukturell enhet → Typ av kemisk bindning mellan nodens partiklar → Interaktionskrafter mellan kristallens partiklar → Fysiska egenskaper på grund av kristallen gitter → Ämnets aggregerade tillstånd under normala förhållanden → Exempel

Slutför uppgifter om detta ämne:

Vilken typ av kristallgitter har följande ämnen som ofta används i vardagen: vatten, ättiksyra (CH 3 COOH), socker (C 12 H 22 O 11), kaliumgödsel (KCl), flodsand (SiO 2) - smältning punkt 1710 0 C , ammoniak (NH 3), bordssalt? Gör en allmän slutsats: med vilka egenskaper hos ett ämne kan man bestämma typen av dess kristallgitter?
Använd 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 fysikaliska egenskaperna för var och en av de fyra ämnena .
Tränare nr 1. "Kristallgitter"
Tränare nr 2. "Testuppgifter"
Test (självkontroll):

1) Ämnen som har ett molekylärt kristallgitter, som regel:

a). eldfast och mycket löslig i vatten
b). smältbar och flyktig
V). Solid och elektriskt ledande
G). Värmeledande och plast

2) Begreppet "molekyl" inte tillämpbar i förhållande till ett ämnes strukturella enhet:

a). vatten

b). syre

V). diamant

G). ozon

3) Atomkristallgittret är karakteristiskt för:

a). aluminium och grafit

b). svavel och jod

V). kiseloxid och natriumklorid

G). diamant och bor