Typ chemické vazby mezi částicemi v mřížce. Chemie

Pevné krystaly lze považovat za trojrozměrné struktury, ve kterých se stejná struktura jasně opakuje ve všech směrech. Geometricky správný tvar krystalů je dán jejich přísně pravidelnou vnitřní strukturou. Pokud jsou centra přitažlivosti iontů nebo molekul v krystalu znázorněna jako body, pak získáme trojrozměrné pravidelné rozložení takových bodů, které se nazývá krystalová mřížka, a samotné body jsou uzly krystalové mřížky. Specifický vnější tvar krystalů je důsledkem jejich vnitřní struktury, která je spojena specificky s krystalovou mřížkou.

Krystalová mřížka je pomyslný geometrický obraz pro analýzu struktury krystalů, což je objemově-prostorová síťová struktura, v jejíchž uzlech se nacházejí atomy, ionty nebo molekuly látky.

K charakterizaci krystalové mřížky se používají následující parametry:

1. krystalová mřížka E cr [KJ/mol] je energie uvolněná při vzniku 1 molu krystalu z mikročástic (atomů, molekul, iontů), které jsou v plynném skupenství a jsou od sebe odděleny na takovou vzdálenost, že možnost jejich vzniku interakce je vyloučena.
2. Mřížková konstanta d je nejmenší vzdálenost mezi středy dvou částic v sousedních místech krystalové mřížky spojených .
3. Koordinační číslo- počet blízkých částic obklopujících centrální částici v prostoru a kombinujících se s ní prostřednictvím chemické vazby.

Základem krystalové mřížky je základní buňka, která se v krystalu opakuje nekonečněkrát.

Základní buňka je nejmenší strukturní jednotkou krystalové mřížky, která vykazuje všechny vlastnosti své symetrie.

Zjednodušeně lze jednotkovou buňku definovat jako malou část krystalové mřížky, která stále odhaluje charakteristické rysy svých krystalů. Charakteristiky jednotkové buňky jsou popsány pomocí tří Brevetových pravidel:

• symetrie základní buňky musí odpovídat symetrii krystalové mřížky;
• jednotková buňka musí mít maximální počet identických hran A,b, S a stejné úhly mezi nimi A, b, G. ;
• za předpokladu, že jsou splněna první dvě pravidla, musí základní buňka zabírat minimální objem.

K popisu tvaru krystalů se používá systém tří krystalografických os a, b, c, které se od běžných souřadnicových os liší tím, že jsou to úsečky určité délky, přičemž úhly mezi nimiž a, b, g mohou být buď přímé, nebo nepřímé.

Model krystalové struktury: a) krystalová mřížka se zvýrazněnou základní buňkou; b) jednotková buňka s označením fasetových úhlů

Tvar krystalu studuje nauka o geometrické krystalografii, jejíž jedním z hlavních ustanovení je zákon stálosti fasetových úhlů: pro všechny krystaly dané látky zůstávají úhly mezi odpovídajícími plochami vždy stejné.

Pokud vezmete velké množství elementárních buněk a naplníte jimi určitý objem těsně k sobě, přičemž zachováte rovnoběžnost ploch a hran, vytvoří se monokrystal s ideální strukturou. V praxi však nejčastěji existují polykrystaly, ve kterých existují pravidelné struktury v určitých mezích, podél nichž se orientace pravidelnosti prudce mění.

V závislosti na poměru délek hran a, b, c a úhlů a, b, g mezi čely základní buňky se rozlišuje sedm systémů - tzv. krystalové syngonie. Elementární buňka však může být také konstruována tak, že má další uzly, které jsou umístěny uvnitř jejího objemu nebo na všech jejích plochách - takové mřížky se nazývají body-centered a face-centered, resp. Pokud jsou další uzly pouze na dvou protilehlých plochách (horní a spodní), jde o mříž centrovanou na základnu. S přihlédnutím k možnosti dalších uzlů existuje celkem 14 typů krystalových mřížek.

Vnější tvar a vlastnosti vnitřní struktury krystalů jsou určeny principem hustého „balení“: nejstabilnější, a proto nejpravděpodobnější struktura bude ta, která odpovídá nejhustšímu uspořádání částic v krystalu a v ve kterém zbývá nejmenší volný prostor.

Typy krystalových mřížek

V závislosti na povaze částic obsažených v uzlech krystalové mřížky, jakož i na povaze chemických vazeb mezi nimi, existují čtyři hlavní typy krystalových mřížek.

Iontové mřížky

Iontové mřížky jsou konstruovány z odlišných iontů umístěných v místech mřížky a spojených silami elektrostatické přitažlivosti. Struktura iontové krystalové mřížky by proto měla zajistit její elektrickou neutralitu. Ionty mohou být jednoduché (Na +, Cl -) nebo komplexní (NH 4 +, NO 3 -). Díky nenasycenosti a nesměrovosti iontových vazeb se iontové krystaly vyznačují velkými koordinačními čísly. V krystalech NaCl jsou tedy koordinační čísla iontů Na + a Cl - 6 a iontů Cs + a Cl - v krystalu CsCl je 8, protože jeden iont Cs + je obklopen osmi ionty Cl - a každý Cl - iont je obklopen osmi Cs ionty, respektive + . Iontové krystalové mřížky jsou tvořeny velkým množstvím solí, oxidů a zásad.

Látky s iontovými krystalovými mřížkami mají poměrně vysokou tvrdost, jsou dosti žáruvzdorné a netěkavé. Naproti tomu iontové sloučeniny jsou velmi křehké, takže i malý posun v krystalové mřížce přibližuje podobně nabité ionty k sobě, odpuzování mezi nimi vede k rozbití iontových vazeb a v důsledku toho ke vzniku trhlin. v krystalu nebo k jeho zničení. V pevném stavu jsou látky s iontovou krystalovou mřížkou dielektrika a nevedou elektrický proud. Při tavení nebo rozpuštění v polárních rozpouštědlech se však naruší geometricky správná orientace iontů vůči sobě, chemické vazby jsou nejprve oslabeny a následně zničeny, a proto se mění i vlastnosti. V důsledku toho začnou jak taveniny iontových krystalů, tak jejich roztoky vést elektrický proud.

Atomové mřížky

Tyto mřížky jsou vytvořeny z atomů spojených navzájem. Ty jsou zase rozděleny do tří typů: rámové, vrstvené a řetězové struktury.

Rámová struktura má např. diamant – jednu z nejtvrdších látek. Díky sp 3 hybridizaci atomu uhlíku je vybudována trojrozměrná mřížka, která se skládá výhradně z atomů uhlíku spojených kovalentními nepolárními vazbami, jejichž osy jsou umístěny ve stejných vazebných úhlech (109,5 o).

Vrstvené struktury lze považovat za obrovské dvourozměrné molekuly. Vrstvené struktury jsou charakterizovány kovalentními vazbami v každé vrstvě a slabými van der Waalsovými interakcemi mezi sousedními vrstvami.

Klasickým příkladem látky s vrstevnatou strukturou je grafit, ve kterém je každý atom uhlíku ve stavu hybridizace sp 2 a tvoří tři kovalentní vazby S s dalšími třemi atomy C v jedné rovině Čtvrté valenční elektrony každého atomu uhlíku jsou nehybridizované, díky čemuž jsou mezi vrstvami velmi slabé van der Waalsovy vazby. Proto při použití i malé síly začnou jednotlivé vrstvy snadno klouzat po sobě. To vysvětluje například schopnost grafitu psát. Na rozdíl od diamantu grafit dobře vede elektrický proud: vlivem elektrického pole se mohou nelokalizované elektrony pohybovat po rovině vrstev a naopak grafit téměř nevede elektrický proud v kolmém směru.

Řetězové struktury charakteristické například pro oxid sírový (SO 3) n, rumělku HgS, chlorid beryllitý BeCl 2, stejně jako mnoho amorfních polymerů a některých silikátových materiálů, jako je azbest.

Látek s atomární strukturou krystalových mřížek je relativně málo. Jedná se zpravidla o jednoduché látky tvořené prvky podskupin IIIA a IVA (Si, Ge, B, C). Sloučeniny dvou různých nekovů mají často atomové mřížky, například některé polymorfy křemene (oxid křemíku Si02) a karborunda (karbid křemíku SiC).

Všechny atomové krystaly se vyznačují vysokou pevností, tvrdostí, žáruvzdorností a nerozpustností v téměř jakémkoli rozpouštědle. Tyto vlastnosti jsou způsobeny silou kovalentní vazby. Látky s atomovou krystalovou mřížkou mají široký rozsah elektrické vodivosti od izolantů a polovodičů až po elektronické vodiče.

Kovové mřížky

Tyto krystalové mřížky obsahují ve svých uzlech atomy kovů a ionty, mezi kterými se volně pohybují elektrony (elektronový plyn) společné všem z nich a vytvářejí kovovou vazbu. Zvláštností kovových krystalových mřížek jsou jejich velká koordinační čísla (8-12), která indikují značnou hustotu shlukování atomů kovu. To je vysvětleno skutečností, že „jádra“ atomů, bez vnějších elektronů, jsou umístěna v prostoru jako koule o stejném poloměru. U kovů se nejčastěji vyskytují tři typy krystalových mřížek: plošně centrovaná krychlová s koordinačním číslem 12, na tělo centrovaná krychlová s koordinačním číslem 8 a šestiúhelníková, těsně uzavřená s koordinačním číslem 12.

Speciální charakteristiky kovových vazeb a kovových mřížek určují tak důležité vlastnosti kovů, jako jsou vysoké body tání, elektrická a tepelná vodivost, kujnost, tažnost a tvrdost.

Molekulární mřížky

Molekulární krystalové mřížky obsahují ve svých uzlech molekuly, které jsou navzájem spojeny slabými mezimolekulárními silami – van der Waalsovými nebo vodíkovými vazbami. Například led se skládá z molekul vody držených v krystalové mřížce vodíkovými vazbami. Ke stejnému typu patří krystalové mřížky mnoha látek převedených do pevného skupenství, např.: jednoduché látky H 2, O 2, N 2, O 3, P 4, S 8, halogeny (F 2, Cl 2, Br 2, I 2), „suchý led“ CO 2, všechny vzácné plyny a většina organických sloučenin.

Protože síly intermolekulární interakce jsou slabší než síly kovalentních nebo kovových vazeb, molekulární krystaly mají malou tvrdost; Jsou tavitelné a těkavé, nerozpustné a nevykazují elektrickou vodivost.

Strana 1

Molekulární krystalové mřížky a odpovídající molekulární vazby se tvoří převážně v krystalech těch látek, v jejichž molekulách jsou vazby kovalentní. Při zahřátí se vazby mezi molekulami snadno ničí, a proto mají látky s molekulárními mřížkami nízké teploty tání.

Molekulární krystalové mřížky jsou tvořeny z polárních molekul, mezi kterými vznikají interakční síly, tzv. van der Waalsovy síly, které jsou elektrické povahy. V molekulární mřížce tvoří spíše slabou vazbu. Led, přírodní síra a mnoho organických sloučenin má molekulární krystalovou mřížku.

Molekulární krystalová mřížka jodu je znázorněna na Obr. 3.17. Většina krystalických organických sloučenin má molekulární mřížku.

Uzly molekulární krystalové mřížky jsou tvořeny molekulami. Například krystaly vodíku, kyslíku, dusíku, vzácných plynů, oxidu uhličitého a organických látek mají molekulární mřížku.

Přítomnost molekulární krystalové mřížky pevné fáze je důvodem nevýznamné adsorpce iontů z matečného louhu a následně mnohem vyšší čistoty precipitátů ve srovnání se sraženinami charakterizovanými iontovým krystalem. Protože srážení v tomto případě probíhá v optimální oblasti kyselosti, která je pro ionty vysrážené tímto činidlem odlišná, závisí na hodnotě odpovídajících konstant stability komplexů. Tato skutečnost umožňuje úpravou kyselosti roztoku dosáhnout selektivní a někdy i specifické precipitace určitých iontů. Podobné výsledky lze často získat vhodnou modifikací donorových skupin v organických činidlech, přičemž se vezmou v úvahu vlastnosti komplexotvorných kationtů, které se vysrážejí.

V molekulárních krystalových mřížkách je pozorována lokální anizotropie vazeb, a to: intramolekulární síly jsou velmi velké ve srovnání s intermolekulárními.

V molekulárních krystalových mřížkách jsou molekuly umístěny na místech mřížky. Většina látek s kovalentními vazbami tvoří krystaly tohoto typu. Molekulární mřížky tvoří pevný vodík, chlor, oxid uhličitý a další látky, které jsou za běžných teplot plynné. K tomuto typu patří také krystaly většiny organických látek. Je tedy známo mnoho látek s molekulární krystalovou mřížkou.

V molekulárních krystalových mřížkách jsou jednotlivé molekuly navzájem spojeny pomocí relativně slabých van der Waalsových sil, zatímco atomy v molekule jsou spojeny mnohem silnějšími kovalentními vazbami. Proto si v takových mřížkách molekuly zachovávají svou individualitu a zaujímají jedno místo krystalové mřížky. Substituce je zde možná, pokud mají molekuly podobný tvar a velikost. Protože síly spojující molekuly jsou relativně slabé, jsou zde hranice substituce mnohem širší. Jak ukázal Nikitin, atomy vzácných plynů mohou izomorfně nahradit molekuly CO2, SO2, CH3COCH3 a další v mřížkách těchto látek. Podobnost chemického vzorce zde není nutná.

V molekulárních krystalových mřížkách jsou molekuly umístěny na místech mřížky. Většina látek s kovalentními vazbami tvoří krystaly tohoto typu. Molekulární mřížky tvoří pevný vodík, chlor, oxid uhličitý a další látky, které jsou za běžných teplot plynné. K tomuto typu patří také krystaly většiny organických látek. Je tedy známo mnoho látek s molekulární krystalovou mřížkou. Molekuly umístěné v místech mřížky jsou navzájem spojeny mezimolekulárními silami (o povaze těchto sil jsme hovořili výše; viz str. Vzhledem k tomu, že mezimolekulární síly jsou mnohem slabší než síly chemické vazby, jsou molekulární krystaly nízkotající, vyznačující se značnou těkavostí a jejich tvrdost je nízká.Obzvláště nízké teploty tání a varu těch látek, jejichž molekuly jsou nepolární.Například krystaly parafinu jsou velmi měkké, i když kovalentní vazby C-C v molekulách uhlovodíků, ze kterých se tyto krystaly skládají, jsou silné jako vazby v diamantu Krystaly tvořené plyny ušlechtilých minerálů by měly být také klasifikovány jako molekulární, skládající se z monatomických molekul, protože valenční síly nehrají roli při tvorbě těchto krystalů a vazby mezi částicemi jsou zde stejné povahy jako u jiných molekulárních krystalů, to určuje relativně velké meziatomové vzdálenosti v těchto krystalech.

V uzlech molekulárních krystalových mřížek jsou molekuly, které jsou navzájem spojeny slabými mezimolekulárními silami. Takové krystaly tvoří látky s kovalentními vazbami v molekulách. Je známo mnoho látek s molekulární krystalovou mřížkou. Molekulární mřížky obsahují pevný vodík, chlor, oxid uhličitý a další látky, které jsou za běžných teplot plynné. K tomuto typu patří také krystaly většiny organických látek.

Pojďme se bavit o pevných látkách. Pevné látky lze rozdělit do dvou velkých skupin: amorfní A krystalický. Oddělíme je podle principu, zda tam je řád nebo ne.

V amorfní látky molekuly jsou uspořádány náhodně. V jejich prostorovém uspořádání nejsou žádné vzory. Amorfní látky jsou v podstatě velmi viskózní kapaliny, tak viskózní, že jsou pevné.

Odtud název: „a-“ – záporná částice, „morfe“ – forma. Mezi amorfní látky patří: sklo, pryskyřice, vosk, parafín, mýdlo.

Nedostatek pořádku v uspořádání částic určuje fyzikální vlastnosti amorfních těles: oni nemají pevné body tání. Jak se zahřívají, jejich viskozita postupně klesá a také postupně přecházejí do kapalného stavu.

Na rozdíl od amorfních látek existují krystalické látky. Částice krystalické látky jsou prostorově uspořádány. Tato správná struktura prostorového uspořádání částic v krystalické látce se nazývá krystalová mřížka.

Na rozdíl od amorfních těles krystalické látky mají pevné body tání.

Podle toho, jaké částice jsou uvnitř mřížkové uzly a jaká spojení je drží pohromadě, odlišuje je: molekulární, atomový, iontový A kov rošty.

Proč je zásadně důležité vědět, jakou má látka krystalovou mřížku? co to definuje? Všechno. Struktura určuje jak chemické a fyzikální vlastnosti látky.

Nejjednodušší příklad: DNA. Ve všech organismech na Zemi se skládá ze stejného souboru strukturních složek: čtyř typů nukleotidů. A jaká rozmanitost života. To vše je určeno strukturou: pořadím, ve kterém jsou tyto nukleotidy uspořádány.

Molekulární krystalová mřížka.

Typickým příkladem je voda v pevném skupenství (led). Celé molekuly jsou umístěny v místech mřížky. A držet je pohromadě mezimolekulární interakce: vodíkové vazby, van der Waalsovy síly.

Tyto vazby jsou slabé, takže molekulární mřížka ano nejkřehčí je bod tání těchto látek nízký.

Dobré diagnostické znamení: pokud má látka za normálních podmínek kapalné nebo plynné skupenství a/nebo má zápach, pak má tato látka s největší pravděpodobností molekulární krystalovou mřížku. Kapalné a plynné skupenství je totiž důsledkem toho, že molekuly na povrchu krystalu špatně přilnou (vazby jsou slabé). A jsou „odfouknuti“. Tato vlastnost se nazývá volatilita. A vypuštěné molekuly, difundující ve vzduchu, se dostávají do našich čichových orgánů, což je subjektivně pociťováno jako vůně.

Mají molekulární krystalovou mřížku:

1. Některé jednoduché látky nekovů: I 2, P, S (tedy všechny nekovy, které nemají atomovou mřížku).
2. Téměř všechny organické látky ( kromě solí).
3. A jak již bylo zmíněno dříve, látky jsou za normálních podmínek kapalné nebo plynné (zmrzlé) a/nebo bez zápachu (NH 3, O 2, H 2 O, kyseliny, CO 2).

Atomová krystalová mřížka.

V uzlech atomové krystalové mřížky jsou na rozdíl od molekulární jednotlivé atomy. Ukazuje se, že mřížku drží pohromadě kovalentní vazby (koneckonců právě ony vážou neutrální atomy).

Klasickým příkladem je etalon pevnosti a tvrdosti - diamant (svou chemickou podstatou jde o jednoduchou látku - uhlík). Kontakty: kovalentní nepolární, protože mřížku tvoří pouze atomy uhlíku.

Ale např. v krystalu křemene (jehož chemický vzorec je SiO 2) jsou atomy Si a O. Proto vazby kovalentní polární.

Fyzikální vlastnosti látek s atomovou krystalovou mřížkou:

1. pevnost, tvrdost
2. vysoké body tání (žáruvzdornost)
3. netěkavé látky
4. nerozpustný (ani ve vodě ani v jiných rozpouštědlech)

Všechny tyto vlastnosti jsou způsobeny silou kovalentních vazeb.

V atomové krystalové mřížce je málo látek. Neexistuje žádný konkrétní vzor, ​​takže si je stačí zapamatovat:

1. Alotropní modifikace uhlíku (C): diamant, grafit.
2. Bor (B), křemík (Si), germanium (Ge).
3. Pouze dvě alotropní modifikace fosforu mají atomovou krystalovou mřížku: červený fosfor a černý fosfor. (bílý fosfor má molekulární krystalovou mřížku).
4. SiC – karborundum (karbid křemíku).
5. BN – nitrid boru.
6. Křemen, křišťál, křemen, říční písek - všechny tyto látky mají složení SiO 2.
7. Korund, rubín, safír - tyto látky mají složení Al 2 O 3.

Jistě se nabízí otázka: C je diamant i grafit. Ale jsou úplně jiné: grafit je neprůhledný, barví a vede elektřinu, zatímco diamant je průhledný, nebarví se a nevede elektřinu. Liší se strukturou.

Oba jsou atomová mřížka, ale odlišná. Proto jsou vlastnosti odlišné.

Iontová krystalová mřížka.

Klasický příklad: kuchyňská sůl: NaCl. V uzlech mřížky jsou jednotlivé ionty: Na + a Cl –. Mřížka je držena na místě elektrostatickými přitažlivými silami mezi ionty („plus“ je přitahován k „mínusu“), tzn. iontová vazba.

Mřížky iontových krystalů jsou poměrně silné, ale křehké, teploty tání těchto látek jsou poměrně vysoké (vyšší než u kovových mřížek, ale nižší než u látek s atomovou mřížkou). Mnohé z nich jsou rozpustné ve vodě.

S určováním iontové krystalové mřížky zpravidla nejsou žádné problémy: tam, kde je iontová vazba, je iontová krystalová mřížka. Tento: všechny soli, oxidy kovů, alkálie(a další zásadité hydroxidy).

Kovová krystalová mřížka.

Kovová mřížka se prodává v jednoduché látky kovy. Již dříve jsme řekli, že veškerou nádheru kovové vazby lze pochopit pouze ve spojení s kovovou krystalovou mřížkou. Přišla hodina.

Hlavní vlastnost kovů: elektrony na vnější energetickou hladinuŠpatně se drží, takže se snadno rozdávají. Po ztrátě elektronu se kov změní na kladně nabitý ion - kation:

Na 0 – 1e → Na +

V krystalové mřížce kovu neustále probíhají procesy uvolňování a získávání elektronů: elektron je odtržen od atomu kovu na jednom místě mřížky. Vznikne kation. Odtržený elektron je přitahován jiným kationtem (nebo stejným): opět vzniká neutrální atom.

Uzly kovové krystalové mřížky obsahují jak neutrální atomy, tak kovové kationty. A volné elektrony cestují mezi uzly:

Tyto volné elektrony se nazývají elektronový plyn. Určují fyzikální vlastnosti jednoduchých kovových látek:

1. tepelná a elektrická vodivost
2. kovový lesk
3. kujnost, tažnost

Toto je kovová vazba: kovové kationty jsou přitahovány k neutrálním atomům a volné elektrony to vše „slepují“.

Jak určit typ krystalové mřížky.

P.S. Ve školních osnovách a programu Jednotná státní zkouška na toto téma je něco, s čím úplně nesouhlasíme. Totiž: zobecnění, že jakákoli vazba kov-nekov je vazba iontová. Tento předpoklad byl učiněn záměrně, zřejmě za účelem zjednodušení programu. To ale vede ke zkreslení. Hranice mezi iontovými a kovalentními vazbami je libovolná. Každý dluhopis má své vlastní procento „ionicity“ a „kovalence“. Vazba s málo aktivním kovem má malé procento „ionicity“, je spíše jako kovalentní. Ale podle programu Unified State Exam je „zaokrouhlený“ směrem k iontovému. Z toho vznikají někdy až absurdní věci. Například Al 2 O 3 je látka s atomovou krystalovou mřížkou. O jakém ionismu tady mluvíme? Pouze kovalentní vazba může držet atomy pohromadě tímto způsobem. Ale podle standardu kov-nekov klasifikujeme tuto vazbu jako iontovou. A dostáváme rozpor: mřížka je atomová, ale vazba je iontová. K tomu vede přílišné zjednodušení.

Většina pevných látek má krystalický struktura, která se vyznačuje přesně definované uspořádání částic. Pokud spojíte částice s konvenčními čarami, získáte prostorový rámec tzv krystalová mřížka. Body, ve kterých se nacházejí krystalové částice, se nazývají uzly mřížky. Uzly imaginární mřížky mohou obsahovat atomy, ionty nebo molekuly.

V závislosti na povaze částic umístěných v uzlech a povaze spojení mezi nimi se rozlišují čtyři typy krystalových mřížek: iontové, kovové, atomové a molekulární.

Iontový se nazývají mřížky, v jejichž uzlech jsou ionty.

Jsou tvořeny látkami s iontovými vazbami. V uzlech takové mřížky jsou kladné a záporné ionty vzájemně propojené elektrostatickou interakcí.

Iontové krystalové mřížky obsahují soli, alkálie, aktivní oxidy kovů. Ionty mohou být jednoduché nebo složité. Například v místech mřížky chloridu sodného jsou jednoduché ionty sodíku Na a chlor Cl − a v místech mřížky síranu draselného se střídají jednoduché draselné ionty K a komplexní síranové ionty S O 4 2 −.

Vazby mezi ionty v takových krystalech jsou silné. Proto jsou iontové látky pevné, žáruvzdorné, netěkavé. Takové látky jsou dobré rozpustit ve vodě.

Krystalová mřížka chloridu sodného

Krystal chloridu sodného

Kov tzv. mřížky, které se skládají z kladných iontů a atomů kovů a volných elektronů.

Jsou tvořeny látkami s kovovými vazbami. V uzlech kovové mřížky jsou atomy a ionty (buď atomy nebo ionty, na které se atomy snadno promění a odevzdají své vnější elektrony pro běžné použití).

Takové krystalové mřížky jsou charakteristické pro jednoduché látky kovů a slitin.

Teploty tání kovů mohou být různé (od \(–37\) °C pro rtuť do dvou až tří tisíc stupňů). Ale všechny kovy mají svou vlastnost kovový lesk, kujnost, tažnost, dobře vést elektřinu a teplo.

Kovová krystalová mřížka

Hardware

Atomové mřížky se nazývají krystalové mřížky, v jejichž uzlech jsou jednotlivé atomy spojené kovalentními vazbami.

Diamant má tento typ mřížky - jednu z alotropních modifikací uhlíku. Mezi látky s atomovou krystalovou mřížkou patří grafit, křemík, bór a germanium, jakož i komplexní látky, například karborundum SiC a oxid křemičitý, křemen, křišťál, písek, které zahrnují oxid křemičitý (\(IV\)) Si O 2.

Takové látky jsou charakterizovány vysoká síla a tvrdost. Diamant je tedy nejtvrdší přírodní látka. Látky s atomovou krystalovou mřížkou mají velmi vysoké body tání a varu. Například bod tání oxidu křemičitého je \(1728\) °C, zatímco u grafitu je vyšší - \(4000\) °C. Atomové krystaly jsou prakticky nerozpustné.

Diamantová krystalová mřížka

diamant

Molekulární se nazývají mřížky, v jejichž uzlech jsou molekuly spojené slabými mezimolekulárními interakcemi.

Navzdory tomu, že atomy uvnitř molekul jsou spojeny velmi silnými kovalentními vazbami, působí mezi molekulami samotnými slabé síly mezimolekulární přitažlivosti. Proto molekulární krystaly mají nízká pevnost a tvrdost, nízké body tání a varu. Mnoho molekulárních látek jsou při pokojové teplotě kapaliny a plyny. Takové látky jsou těkavé. Například krystalický jód a pevný oxid uhelnatý (\(IV\)) („suchý led“) se vypařují, aniž by přešly do kapalného stavu. Některé molekulární látky mají vůně .

Tento typ mřížky má jednoduché látky v pevném skupenství agregace: vzácné plyny s monatomickými molekulami (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn ), stejně jako nekovy s dvou- a víceatomové molekuly (H2, O2, N2, Cl2, I2, O3, P4, S8).

Mají molekulární krystalovou mřížku dále látky s kovalentními polárními vazbami: voda - led, pevný čpavek, kyseliny, oxidy nekovů. Většina organické sloučeniny jsou také molekulární krystaly (naftalen, cukr, glukóza).

Pokračování tabulky. Z4

Krystaly jsou rozděleny do tří tříd na základě elektrické vodivosti:

Dirigenti prvního druhu– elektrická vodivost 10 4 - 10 6 (Ohm×cm) -1 – látky s kovovou krystalovou mřížkou, vyznačující se přítomností „nosičů proudu“ – volně se pohybujících elektronů (kovy, slitiny).

Dielektrika (izolátory)– elektrická vodivost 10 -10 -10 -22 (Ohm×cm) -1 – látky s atomovou, molekulární a méně často iontovou mřížkou, které mají vysokou vazebnou energii mezi částicemi (diamant, slída, organické polymery apod.).

Polovodiče – elektrická vodivost 10 4 -10 -10 (Ohm×cm) -1 – látky s atomovou nebo iontovou krystalovou mřížkou, které mají slabší vazebnou energii mezi částicemi než izolanty. S rostoucí teplotou roste elektrická vodivost polovodičů (šedý cín, bór, křemík atd.)

Konec práce -

Toto téma patří do sekce:

Základy obecné chemie

Na webu čtěte: základy obecné chemie. c m drutskaya..

Pokud potřebujete další materiál k tomuto tématu nebo jste nenašli to, co jste hledali, doporučujeme použít vyhledávání v naší databázi prací:

Co uděláme s přijatým materiálem:

Pokud byl pro vás tento materiál užitečný, můžete si jej uložit na svou stránku na sociálních sítích:

Všechna témata v této sekci:

Teoretické informace
Chemie je přírodní věda o látkách, jejich struktuře, vlastnostech a vzájemných přeměnách. Nejdůležitějším úkolem chemie je získat látky a materiály s potřebnými pro různé specifické

Chemické vlastnosti oxidů
Zásaditá amfoterní kyselina Reaguje s přebytkem kyseliny za vzniku soli a vody. Zásadité oxidy odpovídají zásaditým

Získávání kyselin
Kyslík obsahující 1. Oxid kyseliny + voda 2. Nekov + silné oxidační činidlo

Chemické vlastnosti kyselin
Obsah kyslíku Bez kyslíku 1. Změňte barvu indikátoru - lakmusově červený, methyloranžově růžový

Získávání solí
1. Použití kovů Střední (normální) kov + soli nekovových kovů (st.

Chemické vlastnosti středních solí
Rozklad při zapálení Sůl + kov Sůl + sůl

Vztah mezi solemi
Ze středních solí je možné získat kyselé a zásadité soli, ale je možný i opačný proces. Kyselé soli

NOMENKLATURA ANORGANICKÝCH SLOUČENIN
Chemické názvosloví je soubor pravidel, která vám umožňují jednoznačně sestavit ten či onen vzorec nebo název jakékoli chemické látky s vědomím jejího složení a struktury.

Číselné předpony
Multiplikátor Set-top box Multiplikátor Set-top box Multiplikátor Set-top box mono

Systematické a triviální názvy některých látek
Vzorec Systematický název Triviální název Chlorid sodný Kuchyňská sůl

Názvy prvků a symboly
Symboly chemických prvků podle pravidel IUPAC uvádí v periodické tabulce D.I. Mendělejev. Názvy chemických prvků mají ve většině případů latinské kořeny. V případě

Vzorce a názvy složitých látek
Stejně jako ve vzorci binární sloučeniny je ve vzorci komplexní látky na prvním místě symbol kationtu nebo atomu s částečným kladným nábojem a na druhém místě je symbol aniontu nebo atomu s částečným kladný náboj.

Systematické a mezinárodní názvy některých komplexních látek
Vzorec Systematický název Mezinárodní název tetraoxosulfát(VI) síran sodný

Názvy nejrozšířenějších kyselin a jejich aniontů
Anion kyseliny (kyselý zbytek) Název vzorce Název vzorce &nb

Důvody
Podle mezinárodní nomenklatury jsou názvy bází složeny ze slova hydroxid a názvu kovu. Například - hydroxid sodný, - hydroxid draselný, - hydroxid vápenatý. Li

Střední soli kyselin obsahujících kyslík
Názvy středních solí se skládají z tradičních názvů kationtů a aniontů. Pokud prvek vykazuje jeden oxidační stav v oxoaniontech, které tvoří, pak název aniontu končí na -at

Kyselé a zásadité soli
Pokud sůl obsahuje atomy vodíku, které po disociaci vykazují kyselé vlastnosti a mohou být nahrazeny kationty kovů, pak se takové soli nazývají kyselé. Tituly

ZÁKLADNÍ POJMY A ZÁKONY CHEMIE
Atomově-molekulární teorie struktury hmoty M.V. Lomonosov je jedním ze základů vědecké chemie. Atomově-molekulární teorie získala všeobecné uznání na počátku 19. století. Poz

Chemický prvek. Atomová a molekulární hmotnost. Krtek
Atom je nejmenší částice chemického prvku, která si zachovává všechny své chemické vlastnosti. Prvek je typ atomu se stejným nábojem i

Počet částic v 1 molu jakékoli látky je stejný a rovná se 6,02 × 1023. Toto číslo se nazývá Avogadrovo číslo a označuje se
Počet molů látky (nx) je fyzikální veličina úměrná počtu strukturních jednotek této látky. (1) kde, je počet hodin

Základní stechiometrické zákony
Zákon zachování hmotnosti (M.V. Lomonosov, 1748; A.L. Lavoisier 1780) slouží jako základ pro výpočet materiálové bilance chemických procesů: hmotnost látek, které vstoupily do chemické

Ekvivalent. Zákon ekvivalentů
Ekvivalent (E) je skutečná podmíněná částice látky, která se může připojit, nahradit, uvolnit nebo být jakýmkoli jiným způsobem e

Řešení.
Příklad 4. Vypočítejte molární hmotnost ekvivalentů síry ve sloučeninách. Řešení

Teoretické informace
Roztok je homogenní termodynamicky stabilní systém skládající se z rozpuštěné látky, rozpouštědla a produktů jejich interakce. Součást, jejíž fyzický stav není

Teoretické informace
Chemický proces lze považovat za první krok ve vzestupu od chemických objektů – elektronu, protonu, atomu – k živému systému. Studium chemických procesů je oblast

Standardní termodynamické funkce
Látka Δ H0298, kJ/mol Δ G0298, kJ/mol S0

Teoretické informace
Kinetika chemických reakcí je studium chemických procesů, zákonitostí jejich průběhu v čase, rychlostech a mechanismech. Souvisí se studiem kinetiky chemických reakcí

Vliv teploty na rychlost reakce.
Se zvýšením teploty o každých 10 0 se rychlost většiny chemických reakcí zvyšuje 2-4krát, a naopak s poklesem teploty se odpovídajícím způsobem snižuje o tolik.

Vliv katalyzátoru na rychlost reakce.
Jedním ze způsobů, jak zvýšit rychlost reakce, je snížit energetickou bariéru, to znamená snížit. Toho je dosaženo zavedením katalyzátorů. Katalyzátor - látka

CHEMICKÁ ROVNOVÁHA
Existují vratné a nevratné reakce. Nevratné reakce jsou reakce, po kterých nelze systém a zároveň vnější prostředí vrátit do předchozího stavu. Přicházejí

Teoretické informace
Chemické vlastnosti jakéhokoli prvku jsou určeny strukturou jeho atomu. Z historického hlediska teorii atomové struktury důsledně rozvíjeli: E. Rutherford, N. Bohr, L. de Broglie, E.

Základní charakteristiky protonu, neutronu a elektronu
Symbol částice Zbytková hmotnost Náboj, C kg a.m.u. protonový p

Částicově vlnové vlastnosti částic
Charakterizace stavu elektronů v atomu vychází z postoje kvantové mechaniky o duální povaze elektronu, který má současně vlastnosti částice a vlny. Poprvé v dualitě

Počet podúrovní v energetických hladinách
Hlavní kvantové číslo n Orbitální číslo l Počet podúrovní Označení podúrovně

Počet orbitalů na energetických podúrovních
Orbitální kvantové číslo Magnetické kvantové číslo Počet orbitalů s danou hodnotou l l

Sekvence zaplňování atomových orbitalů
Populace atomových orbitalů (AO) elektrony se provádí podle principu nejmenší energie, Pauliho principu a Hundova pravidla a pro víceelektronové atomy - Klechkovského pravidla.

Elektronické vzorce prvků
Záznam odrážející rozložení elektronů v atomu chemického prvku napříč energetickými hladinami a podúrovněmi se nazývá elektronová konfigurace tohoto atomu. Většinou (nemožné)

Periodicita atomových charakteristik
Periodický charakter změn chemických vlastností atomů prvků závisí na změnách poloměru atomu a iontu. Poloměr volného atomu se považuje za polohu hlavního

Ionizační potenciály (energie) I1, eV
Skupiny prvků I II III IV V VI VII VI

Ionizační potenciály (energie) I1, eV prvků skupiny V
p-prvky As 9,81 d-prvky V 6,74 Sb 8,64 Nb 6,88 Bi 7,29

Energetická hodnota (Eav) elektronové afinity pro některé atomy.
Elem. H He Li Be B C N O F

Relativní elektronegativita prvků
H 2,1 Li 1,0 Be 1,5 B 2,0

Závislost acidobazických vlastností oxidů na poloze prvku v periodické soustavě a jeho oxidačním stavu.
Zleva doprava napříč obdobím prvky oslabují své kovové vlastnosti a posilují své nekovové vlastnosti. Základní vlastnosti oxidů jsou oslabeny a kyselé vlastnosti oxidů jsou zesíleny.

Charakter změny vlastností zásad v závislosti na poloze kovu v periodické tabulce a stupni jeho oxidace.
V průběhu období zleva doprava je pozorováno postupné oslabování základních vlastností hydroxidů. Například Mg(OH)2 je slabší báze než NaOH, ale silnější báze než Al(OH)3

Závislost síly kyselin na poloze prvku v periodické tabulce a jeho oxidačním stavu.
Podle období pro kyseliny obsahující kyslík se síla kyselin zvyšuje zleva doprava. H3PO4 je tedy silnější než H2Si03; naopak H2SO

Vlastnosti látek v různých stavech agregace
Vlastnosti skupenství Plynný 1. Schopnost přijmout objem a tvar nádoby. 2. Stlačitelnost. 3. Bys

Srovnávací charakteristiky amorfních a krystalických látek
Charakteristika látky Amorfní 1. Uspořádání částic na krátké vzdálenosti. 2. Izotropie fyzikálních vlastností

V periodickém systému D.I. Mendělejev
1. Uveďte název prvku a jeho označení. Určete sériové číslo prvku, číslo období, skupinu, podskupinu. Uveďte fyzický význam parametrů systému - sériové číslo, číslo období

Teoretické informace
Všechny chemické reakce jsou v podstatě donor-akceptor a liší se povahou částic, které se vyměňují: elektrondonor-akceptor a protonový donor-akceptor. Chemické reakce

Charakteristika prvků a jejich spojení v OVR
Typická redukční činidla 1. neutrální atomy kovů: Me0 – nē → Mep+ 2. vodík a nekovy skupin IV-VI: uhlík, fosfor,

Typy OVR
Mezimolekulární reakce, ke kterým dochází se změnou oxidačního stavu atomů v různých molekulách. Mg + O2 = 2MgO Intramo

Sestavení rovnic pro redoxní reakce
1. metoda elektronové rovnováhy (schéma) 1. Napište rovnici v molekulárním tvaru: Na2SO3 + KMnO4 + H2SO4 → MnSO

Účast iontů v různých prostředích
Střední Produkt má více atomů kyslíku Produkt má méně atomů kyslíku Kyselý iont + H2O U

Standardní elektrodové potenciály kovů
Umožňuje nám vyvodit řadu závěrů ohledně chemických vlastností prvků: 1. každý prvek je schopen redukovat všechny důležitější ionty ze solných roztoků

Počáteční údaje
Varianta Reakční rovnice K2Cr2O7 + KI + H2SO4 → Cr2

Teoretické informace
Mnoho iontů je schopno k sobě připojit molekuly nebo opačné ionty a přeměnit se na složitější ionty, nazývané komplexní ionty. Komplexní spojení (CS) jsou spojení v uzlu

Struktura komplexních sloučenin
V roce 1893 A. Werner formuloval principy, které položily základ koordinační teorii. Princip koordinace: koordinující atom nebo iont (Men+) je obklopen protikladem

Hlavní komplexotvorná činidla v CS
Komplexotvorné činidlo Iontový náboj Příklady komplexů Kov n+ HCl ®++Cl- - primární disociace

Rovnováha v roztoku se vždy posouvá na stranu, kde se nachází méně rozpustná látka nebo slabší elektrolyt.
Cl + HNO3 → AgCl↓ + NH4NO3 КН=6,8·10-8 PR =1,8·10-10 Od PR<

Povaha chemických vazeb v komplexních sloučeninách
První teorií vysvětlující vznik CS byla teorie iontové (heteropolární) vazby. Kossel a A. Magnus: vícenásobně nabitý iont – komplexotvorné činidlo (d-element) má silné

Slabé pole
Působením ligandů dochází k štěpení d-podúrovně: dz2, dx2-y2 – high-spinový dublet (d¡)

Geometrická struktura CS a typ hybridizace
K.ch. Typ hybridizace Geometrická struktura Příklad sp Lineární n∙m (76) Nernstovo pravidlo.PR - v nasyceném ra

Teoretické informace
Voda je slabý elektrolyt. Je polární a vyskytuje se ve formě hydratovaných shluků. V důsledku tepelného pohybu se vazba přeruší a dojde k interakci: H2O↔[

Změna barvy některých indikátorů
Indikátor Oblast přechodu barvy pH Změna barvy Fenolftalein 8,2-10 Bes

Henderson-Hasselbachovy rovnice
pro pufrovací systémy typu 1 (slabá kyselina a její anion): pH = pKa + log([akceptor protonu]/[donor protonu])

HYDROLÝZA.
Hydrolýza je základem mnoha procesů v chemickém průmyslu. Hydrolýza dřeva se provádí ve velkém měřítku. Průmysl hydrolýzy vyrábí z nepotravinářských surovin (dřevo,

Mechanismus hydrolýzy aniontem.
1. Anionty s vysokým polarizačním účinkem: sulfid, uhličitan, acetát, siřičitan, fosforečnan, kyanid, křemičitan - anionty slabých kyselin. Nemají volný orbitál, pracuje přebytečný otec

Rozsah akademického oboru „Obecná a anorganická chemie“ a typy akademických prací pro studenty prezenčního studia Farmaceutické fakulty
Typ akademické práce Hodin celkem/kreditů Semestr I hodin Hodin

Laboratorní výuka obecné a anorganické chemie pro studenty prezenčního studia Farmaceutické fakulty
I semestr (délka - 5 hodin) Číslo lekce Sekce 1 Obecná chemie Modul 1 B

Přednášky z obecné a anorganické chemie pro studenty prezenčního studia Farmaceutické fakulty
I semestr (doba - 2 hodiny) č. Téma přednášky Předmět, úkoly, metody a zákony chemie

Názvy nejdůležitějších kyselin a solí.
Kyselina Názvy soli kyseliny HAlO2 meta-hliník m

Hodnoty některých základních fyzikálních konstant
Konstanta Označení Číselná hodnota Rychlost světla ve vakuu Planckova konstanta Elementární elektrický náboj

Termodynamické vlastnosti látek.
Látka ΔH0298, kJ/mol ΔS0298, J/(mol K) ΔG0

Standardní elektrodové potenciály (E0) některých systémů