Які кристалічні грати у оксидів. Кристалічні грати та її основні типи

Хімія – дивовижна наука. Стільки неймовірного можна виявити у, здавалося б, звичайних речах.

Все матеріальне, що оточують нас усюди, існує у кількох агрегатних станах: гази, рідини та тверді тіла. Вчені виділили ще й 4 - плазму. При певній температурі будь-яка речовина може переходити з одного до іншого. Наприклад, вода: при нагріванні понад 100, з рідкої форми, перетворюється на пару. При температурі нижче 0 перетворюється на наступне агрегатну структуру - лід.

Весь матеріальний світ має у своєму складі масу однакових частинок, які між собою пов'язані. Ці дрібні елементи строго вишиковуються у просторі і утворюють так званий просторовий каркас.

Визначення

Кристалічна решітка - особлива структура твердої речовини, при якій частинки стоять у геометрично строгому порядку у просторі. У ній можна виявити вузли - місця, де розташовані елементи: атоми, іони та молекули та міжвузловий простір.

Тверді речовини, Залежно від діапазону високих і низьких температур, є кристалічними або аморфними - вони характеризуються відсутністю певної температури плавлення. При вплив підвищених температур вони розм'якшуються і поступово переходять у рідку форму. До таких речовин відносяться: смола, пластилін.

У зв'язку з цим можна поділити на кілька видів:

• атомну;
• іонну;
• молекулярну;
• металеву.

Але за різних температур одна речовина може мати різні форми і виявляти різноманітні властивості. Це називається алотропной модифікацією.

Атомний тип

У цьому типі у вузлах розташовані атоми тієї чи іншої речовини, пов'язані ковалентними зв'язками. Цей вид зв'язку утворений парою електронів двох сусідніх атомів. Завдяки цьому вони зв'язуються рівномірно та у строгому порядку.

Речовини з атомними кристалічними гратами характеризуються такими властивостями: міцність і велика температура плавлення. Такий тип зв'язку представлений у алмазу, кремнію та бору..

Іонний тип

Протилежно заряджені іони знаходяться на вузлах, що створюють електромагнітне поле, що характеризує фізичні властивості речовини. До таких належать: електропровідність, тугоплавкість, щільність та твердість. Кухонна сіль та нітрат калію характеризуються наявністю іонної кристалічної решітки.

Не пропустіть: механізм освіти, конкретні приклади.

Молекулярний тип

У вузлах такого типу знаходяться іони, пов'язані між собою ван-дер-ваальсовими силами. Завдяки слабким міжмолекулярним зв'язкам такі речовини, наприклад, лід, двоокис вуглецю та парафін, характеризуються пластичністю, електро- та теплопровідністю.

Металевий тип

У своїй будові нагадує молекулярну, але має все ж таки міцніші зв'язки. Відмінність цього у тому, що у її вузлах перебувають позитивно заряджені катіони . Електрони, що знаходяться у міжвузловомупросторі беруть участь в утворенні електричного поля. Вони ще звуться електричного газу.

Прості метали та сплави, характеризуються металевим типом решітки. Для них характерна наявність металевого блиску, пластичність, тепло- та електропровідність. Вони можуть плавитися за різних температур.

Молекулярна будова має

1) оксид кремнію(IV)

2) нітрат барію

3) хлорид натрію

4) оксид вуглецю(II)

Пояснення.

Під будовою речовини розуміють, з яких частинок молекул, іонів, атомів побудовано його кристалічні грати. Немолекулярну будову мають речовини з іонними та металевими зв'язками. Речовини, молекулах яких атоми з'єднані ковалентними зв'язками можуть мати молекулярні і атомні кристалічні решітки. Атомні кристалічні решітки: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, SiC (карборунд), BN, Fe3C, TaC, червоний та чорний фосфор. До цієї групи входять речовини, як правило, тверді та тугоплавкі речовини.

Оксид кремнію (IV) - зв'язки ковалентні, речовина тверда, тугоплавка, кристалічна решітка атомна. Нітрат барію та хлорид натрію речовини з іонними зв'язками - кристалічні грати іонні. Оксид вуглецю (II) це газ у молекулі ковалентні зв'язки, отже, це правильна відповідь, кристалічні грати молекулярні.

Відповідь: 4

Джерело: Демонстраційна версія ЄДІ-2012 з хімії.

У твердому вигляді молекулярна будова має

1) оксид кремнію(IV)

2) хлорид кальцію

3) сульфат міді (II)

Пояснення.

Під будовою речовини розуміють, з яких частинок молекул, іонів, атомів побудовано його кристалічні грати. Немолекулярну будову мають речовини з іонними та металевими зв'язками. Речовини, молекулах яких атоми з'єднані ковалентними зв'язками, можуть мати молекулярні і атомні кристалічні решітки. Атомні кристалічні решітки: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, SiC (карборунд), BN, Fe3C, TaC, червоний та чорний фосфор. До цієї групи входять речовини, як правило, тверді та тугоплавкі речовини.

Речовини з молекулярною кристалічною решіткою має нижчі температури кипіння, ніж решта речовин. За формулою необхідно визначити тип зв'язку в речовині, а потім визначити тип кристалічних ґрат. Оксид кремнію (IV) - зв'язки ковалентні, речовина тверда, тугоплавка, кристалічна решітка атомна. Хлорид кальцію та сульфат міді - речовини з іонними зв'язками - кристалічні грати іонні. У молекулі йоду ковалентні зв'язки, і він легко виганяється, значить це правильна відповідь, кристалічні грати молекулярні.

Відповідь: 4

Джерело: Демонстраційна версія ЄДІ-2013 з хімії.

1) оксид вуглецю(II)

3) бромід магнію

Пояснення.

Немолекулярну будову мають речовини з іонними та металевими зв'язками. Речовини, молекулах яких атоми з'єднані ковалентними зв'язками можуть мати молекулярні і атомні кристалічні решітки. Атомні кристалічні грати: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, SiC (карборунд), BN, Fe3 C, TaC, червоний та чорний фосфор. До цієї групи входять речовини, як правило, тверді та тугоплавкі речовини.

Відповідь: 3

Джерело: ЄДІ з хімії 10.06.2013. Основна хвиля. Далекий Схід. Варіант 1.

Іонні кристалічні грати має

2) оксид вуглецю(II)

4) бромід магнію

Пояснення.

Немолекулярну будову мають речовини з іонними та металевими зв'язками. Речовини, молекулах яких атоми з'єднані ковалентними зв'язками можуть мати молекулярні і атомні кристалічні решітки. Атомні кристалічні грати: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, CaC2, SiC (карборунд), BN, Fe3 C, TaC, червоний та чорний фосфор. До цієї групи входять речовини, як правило, тверді та тугоплавкі речовини.

Речовини з молекулярною кристалічною решіткою має нижчі температури кипіння, ніж решта речовин. За формулою необхідно визначити тип зв'язку в речовині, а потім визначити тип кристалічних ґрат.

Іонні кристалічні грати має бромід магнію.

Відповідь: 4

Джерело: ЄДІ з хімії 10.06.2013. Основна хвиля. Далекий Схід. Варіант 2.

Сульфат натрію має кристалічні грати.

1) металеву

3) молекулярну

4) атомну

Пояснення.

Речовини з молекулярною кристалічною решіткою має нижчі температури кипіння, ніж решта речовин. За формулою необхідно визначити тип зв'язку в речовині, а потім визначити тип кристалічних ґрат.

Сульфат натрію - це сіль, що має іонну кристалічну решітку.

Відповідь: 2

Джерело: ЄДІ з хімії 10.06.2013. Основна хвиля. Далекий Схід. Варіант 3.

Немолекулярна будова має кожну з двох речовин:

1) азот та алмаз

2) калій та мідь

3) вода та гідроксид натрію

4) хлор та бром

Пояснення.

Немолекулярну будову мають речовини з іонними та металевими зв'язками. Речовини, молекулах яких атоми з'єднані ковалентними зв'язками можуть мати молекулярні і атомні кристалічні решітки. Атомні кристалічні грати: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, SiC (карборунд), BN, червоний та чорний фосфор. До цієї групи входять речовини, як правило, тверді та тугоплавкі речовини.

Речовини з молекулярною кристалічною решіткою має нижчі температури кипіння, ніж решта речовин. За формулою необхідно визначити тип зв'язку в речовині, а потім визначити тип кристалічних ґрат.

З наведених речовин лише алмаз, калій, мідь та гідроксид натрію мають немолекулярну будову.

Відповідь: 2

Джерело: ЄДІ з хімії 10.06.2013. Основна хвиля. Далекий Схід. Варіант 4.

Речовиною з іонним типом кристалічних ґрат є

3) оцтова кислота

4) сульфат натрію

Пояснення.

Немолекулярну будову мають речовини з іонними та металевими зв'язками. Речовини, молекулах яких атоми з'єднані ковалентними зв'язками можуть мати молекулярні і атомні кристалічні решітки. Атомні кристалічні грати: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, CaC2, SiC (карборунд), BN, Fe3 C, TaC, червоний та чорний фосфор. До цієї групи входять речовини, як правило, тверді та тугоплавкі речовини.

Речовини з молекулярною кристалічною решіткою має нижчі температури кипіння, ніж решта речовин. За формулою необхідно визначити тип зв'язку в речовині, а потім визначити тип кристалічних ґрат.

Іонну кристалічну решітку має сульфат натрію.

Відповідь: 4

Джерело: ЄДІ з хімії 10.06.2013. Основна хвиля. Сибір. Варіант 1.

Металеві кристалічні грати характерні для

2) білого фосфору

3) оксиду алюмінію

4) кальцію

Пояснення.

Металеві кристалічні грати характерні для металів, наприклад, кальцію.

Відповідь: 4

Джерело: ЄДІ з хімії 10.06.2013. Основна хвиля. Урал. Варіант 1.

Максим Аврамчук 22.04.2015 16:53

Всі метали крім ртуті мають металеві кристалічні грати. Не підкажіть які кристалічні грати у ртуті та амальгами?

Олександр Іванов

Ртуть у твердому стані теж має металеві кристалічні грати

2) оксид кальцію

4) алюміній

Пояснення.

Немолекулярну будову мають речовини з іонними та металевими зв'язками. Речовини, молекулах яких атоми з'єднані ковалентними зв'язками можуть мати молекулярні і атомні кристалічні решітки. Атомні кристалічні грати: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, CaC2, SiC (карборунд), BN, Fe3 C, TaC, червоний та чорний фосфор. До цієї групи входять речовини, як правило, тверді та тугоплавкі речовини.

Речовини з молекулярною кристалічною решіткою має нижчі температури кипіння, ніж решта речовин. За формулою необхідно визначити тип зв'язку в речовині, а потім визначити тип кристалічних ґрат.

Іонні кристалічні грати має оксид кальцію.

Відповідь: 2

Джерело: ЄДІ з хімії 10.06.2013. Основна хвиля. Сибір. Варіант 2.

Молекулярні кристалічні грати у твердому стані має

1) йодид натрію

2) оксид сірки(IV)

3) оксид натрію

4) хлорид заліза(III)

Пояснення.

Немолекулярну будову мають речовини з іонними та металевими зв'язками. Речовини, молекулах яких атоми з'єднані ковалентними зв'язками можуть мати молекулярні і атомні кристалічні решітки. Атомні кристалічні грати: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, CaC2, SiC (карборунд), BN, Fe3 C, TaC, червоний та чорний фосфор. До цієї групи входять речовини, як правило, тверді та тугоплавкі речовини.

Речовини з молекулярною кристалічною решіткою має нижчі температури кипіння, ніж решта речовин. За формулою необхідно визначити тип зв'язку в речовині, а потім визначити тип кристалічних ґрат.

Серед наведених речовин усі крім оксиду сірки(IV) мають іонну кристалічну решітку, а він - молекулярну.

Відповідь: 2

Джерело: ЄДІ з хімії 10.06.2013. Основна хвиля. Сибір. Варіант 4.

Іонні кристалічні грати має

3) гідрид натрію

4) оксид азоту(ІІ)

Пояснення.

Немолекулярну будову мають речовини з іонними та металевими зв'язками. Речовини, молекулах яких атоми з'єднані ковалентними зв'язками можуть мати молекулярні і атомні кристалічні решітки. Атомні кристалічні грати: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, CaC2, SiC (карборунд), BN, Fe3 C, TaC, червоний та чорний фосфор. До цієї групи входять речовини, як правило, тверді та тугоплавкі речовини.

Речовини з молекулярною кристалічною решіткою має нижчі температури кипіння, ніж решта речовин. За формулою необхідно визначити тип зв'язку в речовині, а потім визначити тип кристалічних ґрат.

Гідрид натрію має іонну кристалічну решітку.

Відповідь: 3

Джерело: ЄДІ з хімії 10.06.2013. Основна хвиля. Урал. Варіант 5.

Для речовин з молекулярними кристалічними гратами характерною властивістю є

1) тугоплавкість

2) низька температура кипіння

3) висока температура плавлення

4) електропровідність

Пояснення.

Речовини з молекулярною кристалічною решіткою має нижчі температури кипіння, ніж решта речовин. Відповідь: 2

Відповідь: 2

Джерело: ЄДІ з хімії 10.06.2013. Основна хвиля. Центр. Варіант 1.

Для речовин з молекулярними кристалічними гратами характерною властивістю є

1) тугоплавкість

2) висока температура кипіння

3) низька температура плавлення

4) електропровідність

Пояснення.

Речовини з молекулярними кристалічними гратами мають нижчі температури плавлення і кипіння, ніж решта речовин.

Відповідь: 3

Джерело: ЄДІ з хімії 10.06.2013. Основна хвиля. Центр. Варіант 2.

Молекулярна будова має

1) хлороводень

2) сульфід калію

3) оксид барію

4) оксид кальцію

Пояснення.

Немолекулярну будову мають речовини з іонними та металевими зв'язками. Речовини, молекулах яких атоми з'єднані ковалентними зв'язками можуть мати молекулярні і атомні кристалічні решітки. Атомні кристалічні грати: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, CaC2, SiC (карборунд), BN, Fe3 C, TaC, червоний та чорний фосфор. До цієї групи входять речовини, як правило, тверді та тугоплавкі речовини.

Речовини з молекулярною кристалічною решіткою має нижчі температури кипіння, ніж решта речовин. За формулою необхідно визначити тип зв'язку в речовині, а потім визначити тип кристалічних ґрат.

З наведених речовин усі мають іонні кристалічні грати крім хлороводню.

Відповідь: 1

Джерело: ЄДІ з хімії 10.06.2013. Основна хвиля. Центр. Варіант 5.

Молекулярна будова має

1) оксид кремнію(IV)

2) нітрат барію

3) хлорид натрію

4) оксид вуглецю(II)

Пояснення.

Немолекулярну будову мають речовини з іонними та металевими зв'язками. Речовини, молекулах яких атоми з'єднані ковалентними зв'язками можуть мати молекулярні і атомні кристалічні решітки. Атомні кристалічні грати: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, CaC2, SiC (карборунд), BN, Fe3 C, TaC, червоний та чорний фосфор. До цієї групи входять речовини, як правило, тверді та тугоплавкі речовини.

Речовини з молекулярною кристалічною решіткою має нижчі температури кипіння, ніж решта речовин. За формулою необхідно визначити тип зв'язку в речовині, а потім визначити тип кристалічних ґрат.

Серед наведених речовин молекулярна будова має чадний газ.

Відповідь: 4

Джерело: Демонстраційна версія ЄДІ-2014 з хімії.

Речовиною молекулярної будови є

1) хлорид амонію

2) хлорид цезію

3) хлорид заліза(III)

4) хлороводень

Пояснення.

Під будовою речовини розуміють, з яких частинок молекул, іонів, атомів побудовано його кристалічні грати. Немолекулярну будову мають речовини з іонними та металевими зв'язками. Речовини, молекулах яких атоми з'єднані ковалентними зв'язками можуть мати молекулярні і атомні кристалічні решітки. Атомні кристалічні грати: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, SiC (карборунд), BN, Fe3C, TaC, червоний та чорний фосфор. До цієї групи входять речовини, як правило, тверді та тугоплавкі речовини.

Речовини з молекулярною кристалічною решіткою має нижчі температури кипіння, ніж решта речовин. За формулою необхідно визначити тип зв'язку в речовині, а потім визначити тип кристалічних ґрат.

1) хлорид амонію – іонна будова

2) хлорид цезію – іонна будова

3) хлорид заліза(III) - іонна будова

4) хлороводень – молекулярна будова

Відповідь: 4

Яка із сполук хлору має найбільшу температуру плавлення?

Відповідь: 3

Яка із сполук кисню має найбільшу температуру плавлення?

Відповідь: 3

Олександр Іванов

Ні. Це атомні кристалічні грати

Ігор Сраго 22.05.2016 14:37

Оскільки в рамках ЄДІ вчать, що зв'язок між атомами металів та неметалів є іонним, остільки оксид алюмінію повинен утворювати іонний кристал. А речовини іонної будови теж (як і атомної) мають температуру плавлення вищу, ніж речовини молекулярної.

Антон Голишев

Речовини з атомними кристалічними гратами краще просто вивчити.

Для речовин з металевими кристалічними гратами нехарактерна

1) крихкість

2) пластичність

3) висока електропровідність

4) висока теплопровідність

Пояснення.

Для металів характерна пластичність, висока електро- та теплопровідність, а ось крихкість для них нехарактерна.

Відповідь: 1

Джерело: ЄДІ 05.05.2015. Дострокова хвиля.

Пояснення.

Речовини, молекулах яких атоми з'єднані ковалентними зв'язками можуть мати молекулярні і атомні кристалічні решітки. Атомні кристалічні грати: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, SiC (карборунд), BN, Fe3C, TaC, червоний та чорний фосфор. До цієї групи входять речовини, як правило, тверді та тугоплавкі речовини.

Відповідь: 1

Молекулярні кристалічні грати має

Пояснення.

Речовини з іонними (BaSO 4) та металевими зв'язками мають немолекулярну будову.

Речовини, атоми яких з'єднані ковалентними зв'язками можуть мати молекулярні та атомні кристалічні ґрати.

Атомні кристалічні решітки: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, SiC (карборунд), B2O3, Al2O3.

Речовини, газоподібні за звичайних умов (O 2 , H 2 , NH 3 , H 2 S, CO 2), а також рідкі (H 2 O, H 2 SO 4) і тверді, але легкоплавкі (S, глюкоза), мають молекулярне будова

Тому молекулярні кристалічні грати має - вуглекислий газ.

Відповідь: 2

Атомні кристалічні грати має

1) хлорид амонію

2) оксид цезію

3) оксид кремнію(IV)

4) сірка кристалічна

Пояснення.

Речовини з іонними та металевими зв'язками мають немолекулярну будову.

Речовини, молекулах яких атоми з'єднані ковалентними зв'язками можуть мати молекулярні і атомні кристалічні решітки. Атомні кристалічні грати: С (алмаз, графіт), Si, Ge, B, SiO2, SiC (карборунд), BN, Fe3C, TaC, червоний та чорний фосфор. Інші відносяться до речовин з молекулярними кристалічними гратами.

Тому атомні кристалічні грати має оксид кремнію(IV).

Відповідь: 3

Тверда крихка речовина з високою температурою плавлення, розчин якої проводить електричний струм, має кристалічну решітку

2) металеву

3) атомну

4) молекулярну

Пояснення.

Такі властивості характерні для речовин з іонними кристалічними гратами.

Відповідь: 1

Яка сполука кремнію має в твердому стані молекулярну кристалічну решітку?

При здійсненні багатьох фізичних та хімічних реакцій речовина перетворюється на твердий агрегатний стан. При цьому молекули та атоми прагнуть розташуватися в такому просторовому порядку, при якому сили взаємодії між частинками речовини були б максимально збалансовані. Цим і досягається міцність твердої речовини. Атоми, одного разу зайнявши певне становище, здійснюють невеликі коливальні рухи, амплітуда яких залежить від температури, але становище їх у просторі залишається фіксованим. Сили тяжіння та відштовхування врівноважують один одного на певній відстані.

Сучасні уявлення про будову речовини

Сучасна наука стверджує, що атом складається з зарядженого ядра, що несе позитивний заряд, та електронів, що несуть заряди негативні. Зі швидкістю кілька тисяч трильйонів обертів на секунду електрони обертаються своїми орбітами, створюючи навколо ядра електронну хмару. Позитивний заряд ядра чисельно дорівнює негативному заряду електронів. Таким чином, атом речовини залишається електрично нейтральним. Можливі взаємодії коїться з іншими атомами відбуваються тоді, коли електрони від'єднуються від рідного атома, цим порушуючи електричний баланс. В одному випадку атоми вишиковуються в певному порядку, який і називається кристалічною решіткою. В іншому - за рахунок складної взаємодії ядер та електронів з'єднуються в молекули різного виду та складності.

Визначення кристалічних ґрат

У сукупності різні типи кристалічних грат речовин є сітки з різною просторовою орієнтацією, у вузлах яких розташовуються іони, молекули або атоми. Це стабільне геометричне просторове положення і називається кристалічною решіткою речовини. Відстань між вузлами одного кристалічного осередку називається періодом ідентичності. Просторові кути, під якими розташовані вузли комірки, називаються параметрами. За способом побудови зв'язків кристалічні решітки можуть бути простими, базоцентрованими, гранецентрованими і об'ємно-центрованими. Якщо частинки речовини розташовані лише в кутах паралелепіпеда, така решітка називається простою. Приклад таких ґрат показаний нижче:

Якщо, крім вузлів, частинки речовини розташовані і в середині просторових діагоналей, така побудова частинок в речовині має назву об'ємно-центрованої кристалічної решітки. На малюнку цей тип показаний наочно.

Якщо крім вузлів у вершинах решітки є вузол і місці, де перетинаються уявні діагоналі паралелепіпеда, перед вами - гранецентрированный тип решітки.

Види кристалічних грат

Різні мікрочастинки, з яких складається речовина, визначають різні типи кристалічних ґрат. Вони можуть визначати принцип побудови зв'язку між мікрочастинками усередині кристала. Фізичні типи кристалічних грат - іонні, атомні та молекулярні. Сюди відносяться різні типи кристалічних решіток металів. Вивченням принципів внутрішньої будови елементів займається хімія. Типи кристалічних ґрат детальніше представлені нижче.

Іонні кристалічні грати

Дані типи кристалічних ґрат присутні в сполуках з іонним типом зв'язку. У цьому випадку вузли решітки містять іони, що мають протилежний електричний заряд. Завдяки електромагнітному полю, сили міжіонної взаємодії виявляються досить сильними, і це зумовлює фізичні властивості речовини. Звичайними характеристиками є тугоплавкість, щільність, твердість та можливість проводити електричний струм. Іонні типи кристалічних решіток є у таких речовин, як кухонна сіль, нітрат калію та інші.

Атомні кристалічні грати

Цей тип будови речовини притаманний елементам, структуру яких визначає ковалентний хімічний зв'язок. Типи кристалічних ґрат подібного роду містять у вузлах окремі атоми, пов'язані між собою міцними ковалентними зв'язками. Подібний тип зв'язку виникає тоді, коли два однакові атоми "діляться" електронами, тим самим утворюють загальну пару електронів для сусідніх атомів. Завдяки такій взаємодії ковалентні зв'язки рівномірно та сильно пов'язують атоми у певному порядку. Хімічні елементи, які містять атомні типи кристалічних решіток, мають твердість, високу температуру плавлення, погано проводять електричний струм і хімічно неактивні. Класичними прикладами елементів з подібним внутрішнім будовою можна назвати алмаз, кремній, германій, бор.

Молекулярні кристалічні грати

Речовини, що мають молекулярний тип кристалічної решітки, є системою стійких, взаємодіючих, щільноупакованих між собою молекул, які розташовані у вузлах кристалічної решітки. У подібних сполуках молекули зберігають своє просторове положення у газоподібній, рідкій та твердій фазі. У вузлах кристала молекули утримуються слабкими ван-дер-ваальсовими силами, які в десятки разів слабші за сили іонної взаємодії.

Утворювальні кристал молекули можуть бути як полярними, так і неполярними. Через спонтанний рух електронів і коливання ядер у молекулах електрична рівновага може зміщуватися - так виникає миттєвий електричний момент диполя. Відповідним чином орієнтовані диполі створюють сили тяжіння у ґратах. Двоокис вуглецю та парафін є типовими прикладами елементів з молекуляними кристалічними ґратами.

Металеві кристалічні грати

Металевий зв'язок гнучкіший і пластичніший за іонний, хоча може здатися, що обидві вони базуються на тому самому принципі. Типи кристалічних решіток металів пояснюють їх типові властивості – такі, наприклад, як механічна міцність, тепло- та електропровідність, плавність.

Відмінною особливістю металевих кристалічних грат є наявність позитивно заряджених іонів металу (катіонів) у вузлах цієї решітки. Між вузлами знаходяться електрони, які безпосередньо беруть участь у створенні електричного поля навколо ґрат. Кількість електронів, що переміщуються усередині цієї кристалічної решітки, називається електронним газом.

За відсутності електричного поля вільні електрони здійснюють хаотичний рух, безладно взаємодіючи з іонами ґрат. Кожна така взаємодія змінює імпульс і напрямок руху негативно зарядженої частки. Своїм електричним полем електрони притягують до себе катіони, врівноважуючи їхнє взаємне відштовхування. Хоча електрони вважаються вільними, їхньої енергії не вистачає для того, щоб залишити кристалічну решітку, тому ці заряджені частинки постійно знаходяться в її межах.

Присутність електричного поля надає електронному газу додаткової енергії. З'єднання з іонами в кристалічній решітці металів не є міцним, тому електрони легко залишають її межі. Електрони рухаються силовими лініями, залишаючи позаду позитивно заряджені іони.

Висновки

Величезне значення вивченню внутрішньої будови речовини приділяє хімія. Типи кристалічних ґрат різних елементів визначають практично весь спектр їх властивостей. Впливаючи на кристали і змінюючи їх внутрішню будову, можна домогтися посилення корисних якостей речовини і видалити небажані, перетворювати хімічні елементи. Таким чином, вивчення внутрішньої структури навколишнього світу може допомогти пізнати суть та принципи устрою світобудови.

Більшість твердих речовин має кристалічнийбудова, що характеризується строго певним розташуванням частинок. Якщо з'єднати частинки умовними лініями, то вийде просторовий каркас кристалічною решіткою. Точки, в яких розміщені частинки кристала, називають вузлами ґрат . У вузлах уявної решітки можуть бути атоми, іони чи молекули.

Залежно від природи частинок, розташованих у вузлах, і характеру зв'язку між ними розрізняють чотири типи кристалічних ґрат: іонну, металеву, атомну та молекулярну.

Іонними називають ґрати, у вузлах яких є іони.

Їх утворюють речовини з іонним зв'язком. У вузлах такої решітки розташовуються позитивні та негативні іони, пов'язані між собою електростатичною взаємодією.

Іонні кристалічні грати мають солі, луги, оксиди активних металів. Іони можуть бути прості чи складні. Наприклад, у вузлах кристалічної решітки хлориду натрію знаходяться прості іони натрію Na і хлору Cl − , а у вузлах решітки сульфату калію чергуються прості іони калію K та складні сульфат-іони S O 4 2 − .

Зв'язки між іонами у таких кристалах міцні. Тому іонні речовини тверді, тугоплавкі, нелеткі. Такі речовини добре розчиняються у воді.

Кристалічні грати хлориду натрію

Кристал хлориду натрію

Металевими називають грати, які складаються з позитивних іонів та атомів металу та вільних електронів.

Їх утворюють речовини з металевим зв'язком. У вузлах металевих ґрат знаходяться атоми та іони (то атоми, то іони, в які легко перетворюються атоми, віддаючи свої зовнішні електрони в загальне користування).

Такі кристалічні решітки характерні для простих речовин металів та сплавів.

Температури плавлення металів можуть бути різними (від (37) ° С у ртуті до двох-трьох тисяч градусів). Але всі метали мають характерний металевий блиск, ковкість , пластичність , добре проводять електричний струмі тепло.

Металеві кристалічні грати

Металеві вироби

Атомними називають кристалічні ґрати, у вузлах яких є окремі атоми, з'єднані ковалентними зв'язками.

Такий тип ґрат має алмаз - одне з алотропних видозмін вуглецю. До речовин з атомними кристалічними ґратами відносяться графіт, кремній, бір та германій, а також складні речовини, наприклад, карборунд SiC і кремнезем, кварц, гірський кришталь, пісок, До складу яких входить оксид кремнію(\(IV\)) Si O 2 .

Таким речовинам характерні висока міцністьі твердість. Так, алмаз є найтвердішою природною речовиною. У речовин з атомними кристалічними гратами дуже високі температури плавленняі кипіння.Наприклад, температура плавлення кремнезему - (1728) °С, а у графіту вона вище - (4000) °С. Атомні кристали практично нерозчинні.

Кристалічні грати алмазу

Алмаз

Молекулярними називають грати, у вузлах яких знаходяться молекули, пов'язані слабкою міжмолекулярною взаємодією.

Незважаючи на те, що всередині молекул атоми з'єднані дуже міцними зв'язками ковалентними, між самими молекулами діють слабкі сили міжмолекулярного тяжіння. Тому молекулярні кристали мають невелику міцністьі твердість, низькі температури плавленняі кипіння. Багато молекулярних речовин при кімнатній температурі являють собою рідини та гази. Такі речовини летючі. Наприклад, кристалічні йод і твердий оксид вуглецю ((IV)) («сухий лід») випаровуються, не переходячи в рідкий стан. Деякі молекулярні речовини мають запах.

Такий тип решітки мають прості речовини в твердому агрегатному стані: благородні гази з одноатомними молекулами (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn ), а також неметали з дво- та багатоатомними молекулами (H 2 , O 2 , N 2 , Cl 2 , I 2 , O 3 , P 4 , S 8).

Молекулярні кристалічні грати маютьтакож речовини з ковалентними полярними зв'язками: вода - лід, тверді аміак, кислоти, оксиди неметалів. Більшість органічних сполуктеж є молекулярні кристали (нафталін , цукор , глюкоза ).

У хімічні взаємодії вступають не окремі атоми чи молекули, а речовини.

Наше завдання познайомитися із будовою речовини.

При низьких температурах речовин стійкий твердий стан.

☼ Найбільш твердою речовиною у природі є алмаз. Він вважається царем усіх самоцвітів та дорогоцінного каміння. Та й сама його назва означає грецькою «незламною». На алмази з давніх-давен дивилися як на чудодійне каміння. Вважалося, що людина, що носить алмази, не знає хвороб шлунка, на неї не діє отрута, вона зберігає до глибокої старості пам'ять і веселе настроювання, користується царською милістю.

☼ Алмаз, підданий ювелірній обробці - ограновуванні, шліфуванні, називають діамантом.

При плавленні внаслідок теплових коливань порядок частинок порушується, вони стають рухливими, у своїй характер хімічної зв'язку порушується. Таким чином, між твердим та рідким станами принципових відмінностей немає.

У рідини з'являється плинність (тобто здатність набувати форми судини).

Рідкі кристали відкриті наприкінці ХІХ століття, але вивчені останні 20-25 років. Багато показують пристрої сучасної техніки, наприклад деякі електронні годинники, міні-ЕОМ, працюють на рідких кристалах.

Загалом слова «рідкі кристали» звучать не менш незвичайно, ніж «гарячий лід». Проте насправді лід може бути гарячим, т.к. при тиску понад 10 000 атм. водянийльодплавиться при температурі вище 200 0 С. Незвичайність поєднання «рідкі кристали» полягає в тому, що рідкий стан вказує на рухливість структури, а кристал передбачає сувору впорядкованість.

Якщо речовина складається з багатоатомних молекул витягнутої або пластинчастої форми та мають несиметричну будову, то при її плавленні ці молекули орієнтуються певним чином одна щодо одної (їх довгі осі розташовуються паралельно). У цьому молекули можуть вільно переміщатися паралельно себе, тобто. система набуває властивість плинності, характерне рідини. У той самий час система зберігає впорядковану структуру, що зумовлює властивості, характерне кристалів.

Висока рухливість такої структури дає можливість керувати нею шляхом дуже слабких впливів (теплових, електричних та інших.), тобто. цілеспрямовано змінювати властивості речовини, зокрема оптичні, з дуже малими витратами енергії, що й у сучасної техніці.

Будь-яка хімічна речовина утворена великою кількістю однакових частинок, пов'язаних між собою.

При низьких температурах, коли тепловий рух утруднений, частки строго орієнтуються у просторі та утворюють кристалічні грати.

Кристалічна решітка - це структура з геометрично правильним розташуванням частинок у просторі.

У самій кристалічній решітці розрізняють вузли та міжвузловий простір.

Одна і та ж речовина в залежності від умов (p, t,…)існує в різних кристалічних формах (тобто мають різні кристалічні грати) – алотропних модифікаціях, що відрізняються за властивостями.

Наприклад, відомо чотири модифікації вуглецю – графіт, алмаз, карбін та лонсдейліт.

☼ Четвертий різновид кристалічного вуглецю «лонсдейліт» мало кому відомий. Він виявлений у метеоритах та отриманий штучно, а будова його ще вивчається.

☼ Сажу, кокс, деревне вугілля відносили до аморфних полімерів вуглецю. Однак тепер стало відомо, що це також кристалічні речовини.

☼ До речі, у сажі виявили блискучі чорні частинки, які назвали «дзеркальним вуглецем». Дзеркальний вуглець хімічно інертний, термостійкий, непроникний для газів та рідин, має гладку поверхню та абсолютну сумісність з живими тканинами.

☼ Назва графіту походить від італійського "граффітто" - пишу, малюю. Графіт є темно – сірі кристали зі слабким металевим блиском, має шаруваті грати. Окремі шари атомів у кристалі графіту, пов'язані між собою порівняно слабо, легко відокремлюються один від одного.

ТИПИ КРИСТАЛИЧНИХ ҐРАТОК

Якщо швидкість зростання кристалів мала при охолодженні – утворюється склоподібний стан (аморфний).

1. Взаємозв'язок між положеннямелемента в Періодичній системі і кристалічною решіткою його простої речовини.

Між положенням елемента в періодичній системі та кристалічною решіткою його відповідної простої речовини існує тісний взаємозв'язок.

Прості речовини інших елементів мають металеву кристалічну решітку.

ЗАКРІПЛЕННЯ

Вивчіть матеріал лекції, дайте відповідь на наступні запитання письмово в зошиті:

1. Що таке кристалічні грати?
2. Які види кристалічних ґрат існують?
3. Охарактеризуйте кожен вид кристалічних ґрат за планом: Що у вузлах кристалічних ґрат, структурна одиниця → Тип хімічного зв'язку між частинками вузла → Сили взаємодії між частинками кристалу → Фізичні властивості, зумовлені кристалічною решіткою → Агрегатний стан речовини за звичайних умов → Приклади

Виконайте завдання на цю тему:

1. Який тип кристалічної решітки у наступних речовин, що широко використовуються в побуті: вода, оцтова кислота (CH 3 COOH ), цукор (C 12 H 22 O 11), калійне добриво (KCl ), річковий пісок (SiO 2) – температура плавлення 1710 0 C , аміак (NH 3), кухонна сіль? Зробіть узагальнений висновок: за якими властивостями речовини можна визначити тип кристалічної решітки?
2. За формулами наведених речовин: SiC , CS 2 , NaBr , C 2 H 2 - визначте тип кристалічних ґрат (іонна, молекулярна) кожної сполуки і на основі цього опишіть фізичні властивості кожної з чотирьох речовин.
   
3. Тренажер №1. "Кристалічні грати"
   
4. Тренажер №2. "Тестові завдання"
   
5. Тест (самоконтроль):

1) Речовини, що мають молекулярні кристалічні грати, як правило:

2) Поняття «молекула» не застосовуєтьсяпо відношенню до структурної одиниці речовини:

a). вода

б). кисень

в). алмаз

г). озон

3) Атомні кристалічні грати характерні для:

a). алюмінію та графіту

б). сірки та йоду

в). оксиду кремнію та хлориду натрію

г). алмазу та бору

4) Якщо речовина добре розчинна у воді, має високу температуру плавлення, електропровідно, то її кристалічні грати:

а). молекулярна

б). атомна

в). іонна

г). металева