Молекулярні кристалічні грати має. Молекулярна та немолекулярна будова речовин

Назад вперед

Увага! Попередній перегляд слайдів використовується виключно для ознайомлення та може не давати уявлення про всі можливості презентації. Якщо вас зацікавила дана робота, будь ласка, завантажте повну версію.

Тип уроку: Комбінований.

Основна мета уроку: Дати учням конкретні уявлення про аморфні та кристалічні речовини, типи кристалічних ґратвстановити взаємозв'язок між будовою та властивостями речовин.

Завдання уроку.

Освітня: сформувати поняття про кристалічний та аморфний стан твердих тіл, ознайомити учнів з різними типами кристалічних грат, встановити залежність фізичних властивостей кристала від характеру хімічного зв'язку в кристалі та типу кристалічної решітки, дати учням основні уявлення про вплив природи хімічних зв'язків та тип властивості речовини, дати учням уявлення про закон сталості складу.

Виховна: продовжити формування світогляду учнів, розглянути взаємний вплив компонентів цілого- структурних частинок речовин, у яких виникають нові властивості, виховувати вміння організувати свою навчальну працю, дотримуватися правил роботи у колективі.

Розвиваюча: розвивати пізнавальний інтерес школярів, використовуючи проблемні ситуації; удосконалювати вміння учнів встановлювати причинно-наслідкову залежність фізичних властивостей речовин від хімічного зв'язку та типу кристалічних ґрат, передбачати тип кристалічних ґрат на основі фізичних властивостей речовини.

Обладнання: Періодична система Д.І.Менделєєва, колекція "Метали", неметали: сірка, графіт, червоний фосфор, кисень; Презентація “Кристалічні грати”, моделі кристалічних грат різних типів (кухонної солі, алмазу та графіту, вуглекислого газу та йоду, металів), зразки пластмас та виробів з них, скло, пластилін, смоли, віск, жувальна гумка, шоколад, комп'ютер, мультимедійна установка, відеодосвід “Вигон бензойної кислоти”.

Хід уроку

1. Організаційний момент.

Вчитель вітає учнів, фіксує відсутніх.

Потім повідомляє тему уроку та мету уроку. Учні записують тему уроку у зошит. (Cлайд 1, 2).

2. Перевірка домашнього завдання

(2 учні біля дошки: Визначити вид хімічного зв'язку для речовин із формулами:

1) NaCl, CO 2 , I 2; 2) Na, NaOH, H 2 S (записують відповідь на дошці та включаються до опитування).

3. Аналіз ситуації.

Що вивчає хімія? Відповідь: Хімія - це наука про речовини, їх властивості та перетворення речовин.

Що ж таке речовина? Відповідь: Речовина – це те, з чого складається фізичне тіло. (Cлайд 3).

Вчитель: Які агрегатні стани речовин ви знаєте?

Відповідь: Існує три агрегатні стани: твердий, рідкий та газоподібний. (Cлайд 4).

Вчитель: Наведіть приклади речовин, які за різних температур можуть існувати у всіх трьох агрегатних станах.

Відповідь: Вода. За звичайних умов вода знаходиться в рідкому стані, при зниженні температури нижче 0 0 С вода переходить у твердий стан - лід, а при підвищенні температури до 100 0 С ми отримаємо водяну пару (газоподібний стан).

Вчитель (доповнення): Будь-яку речовину можна отримати у твердому, рідкому та газоподібному вигляді. Крім води – це метали, які за нормальних умов перебувають у твердому стані, при нагріванні починають розм'якшуватися, і за певної температури (t пл) переходять у рідкий стан - плавляться. За подальшого нагрівання, до температури кипіння, метали починають випаровуватися, тобто. переходити у газоподібний стан. Будь-який газ можна перевести в рідкий і твердий стан, знижуючи температуру: наприклад, кисень, який при температурі (-194 0 С) перетворюється на рідину блакитного кольору, а при температурі (-218,8 0 С) твердне в снігоподібну масу, що складається з кристалів синього кольору. Сьогодні на уроці ми розглядатимемо твердий стан речовини.

Вчитель: Назвіть, які тверді речовини у вас на столах.

Відповідь: Метали, пластилін, кухонна сіль: NaCl, графіт.

Як ви думаєте? Яка з цих речовин зайва?

Відповідь: Пластилін.

Вчитель: Чому?

Робляться припущення. Якщо учні не можуть, то за допомогою вчителя приходять до висновку, що пластилін на відміну від металів і хлориду натрію не має певної температури плавлення - він (пластилін) поступово розм'якшується і переходить у текучий стан. Такий, наприклад, шоколад, що тане в роті, або жувальна гумка, а також скло, пластмаси, смоли, віск (при поясненні вчитель демонструє класу зразки цих речовин). Такі речовини називають аморфними. (слайд 5), а метали та хлорид натрію - кристалічні. (Cлайд 6).

Таким чином, розрізняють два види твердих речовин : аморфні та кристалічні. (Слайд7).

1) У аморфних речовин немає певної температури плавлення та розташування частинок у них строго не впорядковано.

Кристалічні речовини мають строго певну температуру плавлення та, головне, характеризуються правильним розташуваннямчастинок, з яких вони побудовані: атомів, молекул та іонів. Ці частинки розташовані в строго визначених точках простору, і якщо ці вузли з'єднати прямими лініями, то утворюється просторовий каркас - кристалічна решітка.

Вчитель задає проблемні питання

Як пояснити існування твердих речовин з різними властивостями?

2) Чому кристалічні речовинипри ударі розколюються у певних площинах, а аморфні речовини цією властивістю не мають?

Вислухати відповіді учнів та підвести їх до висновку:

Властивості речовин у твердому стані залежать від типу кристалічних ґрат (передусім від того, які частинки знаходяться в її вузлах), що, у свою чергу, обумовлено типом хімічного зв'язку в даній речовині.

Перевірка домашнього завдання:

1) NaCl - іонний зв'язок,

СО 2 – ковалентний полярний зв'язок

I 2 – ковалентний неполярний зв'язок

2) Na - металевий зв'язок

NаОН - іонний зв'язок між Na + іОН - (Про і Н ковалентний)

Н 2 S – ковалентна полярна

Фронтальне опитування.

• Який зв'язок називається іонним?
• Який зв'язок називається ковалентним?
• Який зв'язок називається ковалентним полярним? неполярною?
• Що називається електронегативністю?

Висновок: Простежується логічна послідовність, взаємозв'язок явищ у природі: Будова атома->ЕО->Види хімічного зв'язку->Тип кристалічної решітки->Властивості речовин . (Слайд 10).

Вчитель: Залежно від виду частинок та від характеру зв'язку між ними розрізняють чотири типи кристалічних грат: іонні, молекулярні, атомні та металеві. (Cлайд 11).

Результати оформлюються в наступну таблицю-зразок таблиці в учнів на парті. (Див. Додаток 1). (Cлайд 12).

Як ви думаєте? Для речовин із яким видом хімічного зв'язку буде характерний такий вид грат?

Відповідь: Для речовин з іонним хімічним зв'язком буде характерна іонна решітка.

Вчитель: Які частинки будуть у вузлах решітки?

Відповідь: Іони.

Які частинки називаються іонами?

Відповідь: Іони є частинками, що мають позитивний або негативний заряд.

Які іони бувають за складом?

Відповідь: Прості та складні.

Демонстрація - модель кристалічних ґрат хлориду натрію (NaCl).

Пояснення вчителя: У вузлах кристалічних ґрат хлориду натрію знаходяться іони натрію та хлору.

У кристалах NaCl окремих молекул хлориду натрію немає. Весь кристал слід розглядати як гігантську макромолекулу, що складається з рівного числа іонів Na + і Cl - , Na n Cl n де n - велике число.

Зв'язки між іонами у такому кристалі дуже міцні. Тому речовини з іонними гратами мають порівняно високу твердість. Вони тугоплавкі, нелеткі, тендітні. Розплави їх проводять електричний струм(Чому?) легко розчиняються у воді.

Іонні сполуки - це бінарні сполуки металів (I А та II A), солі, луги.

Демонстрація кристалічних грат алмазу та графіту.

В учнів на столі зразки графіту.

Вчитель: Які частинки будуть у вузлах атомної кристалічної решітки?

Відповідь: У вузлах атомних кристалічних ґрат знаходяться окремі атоми.

Вчитель: Який хімічний зв'язок між атомами виникатиме?

Відповідь: Ковалентний хімічний зв'язок.

Пояснення вчителя.

Справді, у вузлах атомних кристалічних ґрат знаходяться окремі атоми, пов'язані між собою ковалентними зв'язками. Так як атоми, подібно до іонів, можуть по-різному розташовуватися в просторі, то утворюються кристали різної форми.

Атомні кристалічні грати алмазу

У цих ґратах молекули відсутні. Весь кристал слід розглядати, як гігантську молекулу. Прикладом речовин з таким типом кристалічних решіток можуть бути алотропні модифікації вуглецю: алмаз, графіт; також бір, кремній, червоний фосфор, германій. Запитання: Які ці речовини за складом? Відповідь: Прості за складом.

Атомні кристалічні грати мають як прості, а й складні. Наприклад, оксид алюмінію, оксид кремнію. Всі ці речовини мають дуже високі температури плавлення (у алмазу понад 3500 0 С), міцні та тверді, нелеткі, практично нерозчинні в рідинах.

Вчитель: Хлопці, у вас на столах є колекція металів, розглянемо ці зразки.

Питання: Який хімічний зв'язок характерний для металів?

Відповідь: Металева. Зв'язок у металах між позитивними іонами у вигляді узагальнених електронів.

Запитання: Які загальні Фізичні властивостідля металів характерні?

Відповідь: Блиск, електропровідність, теплопровідність, пластичність.

Питання: Поясніть, у чому причина того, що така кількість різноманітних речовин має однакові фізичні властивості?

Відповідь: Метали мають єдину будову.

Демонстрація моделей кристалічних ґрат металів.

Пояснення вчителя.

Речовини з металевим зв'язком мають металеві кристалічні грати.

У вузлах таких ґрат знаходяться атоми і позитивні іони металів, а в обсязі кристала вільно переміщуються валентні електрони. Електрони електростатично притягують позитивні іони металів. Цим пояснюється стабільність ґрат.

Вчитель демонструє та називає речовини: йод, сірка.

Запитання: Що поєднує ці речовини?

Відповідь: Ці речовини є неметалами. Прості за складом.

Питання: Який хімічний зв'язок усередині молекул?

Відповідь: Хімічний зв'язоквсередині молекул ковалентна неполярна.

Питання: Які фізичні властивості їм характерні?

Відповідь: Летючі, легкоплавкі, малорозчинні у воді.

Вчитель: Давайте порівняємо властивості металів та неметалів. Учні відповідають, що характеристики принципово відрізняються.

Запитання: Чому властивості неметалів сильно відрізняються від властивостей металів?

Відповідь: У металів зв'язок металевий, а у неметалів ковалентний неполярний.

Вчитель: Отже, і тип решітки інший. Молекулярна.

Запитання: Які частинки знаходяться у вузлах ґрат?

Відповідь: Молекули.

Демонстрація кристалічних грат вуглекислого газу та йоду.

Пояснення вчителя.

Молекулярні кристалічні грати

Як бачимо, молекулярні кристалічні грати можуть мати не тільки тверді простіречовини: благородні гази, H 2 ,O 2 ,N 2, I 2 , O 3 , білий фосфорР 4 , але і складні: тверда вода, тверді хлороводень та сірководень. Більшість твердих органічних сполук мають молекулярні кристалічні ґрати (нафталін, глюкоза, цукор).

У вузлах ґрат знаходяться неполярні або полярні молекули. Незважаючи на те, що атоми всередині молекул пов'язані міцними ковалентними зв'язками, між самими молекулами діють слабкі сили міжмолекулярної взаємодії.

Висновок:Речовини неміцні, мають малу твердість, низьку температуру плавлення, летючі, здатні до сублімації.

Питання : Який процес називається сублімацією чи сублімацією?

Відповідь : Перехід речовини з твердого агрегатного стану відразу в газоподібний, минаючи рідкий, називається сублімацією або сублімацією.

Демонстрація досвіду: сублімація бензойної кислоти (відеоопит).

Робота із заповненою таблицею.

Додаток 1. (Слайд 17)

Кристалічні грати, вид зв'язку та властивості речовин

Питання: Який тип кристалічних ґрат з розглянутих вище не зустрічається в простих речовинах?

Відповідь: Іонні кристалічні грати.

Питання: Які кристалічні ґрати характерні для простих речовин?

Відповідь: Для простих речовин-металів-металеві кристалічні грати; для неметалів – атомна або молекулярна.

Робота з Періодичною системоюД.І.Менделєєва.

Запитання: Де в Періодичній системі знаходяться елементи-метали і чому? Елементи-неметали та чому?

Відповідь: Якщо провести діагональ від бору до астату, то в нижньому лівому кутку цієї діагоналі будуть знаходитися елементи-метали, т.к. на останньому енергетичному рівні вони містять від одного до трьох електронів. Це елементи I A, II A, III A (крім бору), а також олово та свинець, сурма та всі елементи побічних підгруп.

Елементи-неметали знаходяться у верхньому правому кутку від цієї діагоналі, т.к. на останньому енергетичному рівні містять від чотирьох до восьми електронів. Це елементи IY A, Y A, YI A, YII A, YIII A та бор.

Вчитель: Давайте знайдемо елементи неметали, у яких прості речовини мають атомні кристалічні грати (Відповідь: С, В, Si) та молекулярну ( Відповідь: N, S, O , галогени та благородні гази ).

Вчитель: Сформулюйте висновок, як можна визначити тип кристалічних ґрат простої речовини залежно від положення елементів у Періодичній системі Д.І.Менделєєва.

Відповідь: Для елементів-металів, які знаходяться в I A, II A, IIIA (крім бору), а також олова та свинцю, та всіх елементів побічних підгруп у простій речовині тип решітки-металічна.

Для елементів-неметалів IY A і бору в простій речовині кристалічна решітка атомна; а у елементів Y A, YI A, YII A, YIII A у простих речовинах кристалічні грати молекулярні.

Продовжуємо працювати із заповненою таблицею.

Вчитель: Подивіться уважно на таблицю. Яка закономірність простежується?

Уважно слухаємо відповіді учнів, після чого разом із класом робимо висновок:

Існує така закономірність: якщо відома будова речовин, то можна передбачити їх властивості, або навпаки: якщо відомі властивості речовин, то можна визначити будову. (Слайд 18).

Вчитель: Подивіться уважно на таблицю. Яку ще класифікацію речовин ви можете запропонувати?

Якщо учням важко, то вчитель пояснює, що речовини можна поділити на речовини молекулярної та немолекулярної будови. (Слайд 19).

Речовини молекулярної будови складаються з молекул.

Речовини немолекулярної будови складаються з атомів, іонів.

Вчитель: Сьогодні ми познайомимося з одним із основних законів хімії. Це закон сталості складу, який відкрили французьким хіміком Ж.Л.Прустом. Закон справедливий лише для речовин молекулярного будови. В даний час закон читається так: "Молекулярні хімічні сполуки незалежно від способу їх отримання мають постійний склад та властивості". Але для речовин із немолекулярною будовою цей закон не завжди справедливий.

Теоретичне та практичне значеннязакону полягає в тому, що на його основі склад речовин можна виразити за допомогою хімічних формул (для багатьох речовин немолекулярної будови хімічна формулапоказує склад реально існуючої, а умовної молекули).

Висновок: хімічна формула речовини містить у собі велику інформацію.(Cлайд 21)

Наприклад, SO 3:

1. Конкретна речовина - сірчаний газ, або оксид сірки (YI)

2. Тип речовини - складне; клас – оксид.

3. Якісний склад- складається з двох елементів: сірки та кисню.

4. Кількісний склад - молекула складається з 1 атома сірки та 3 атомів кисню.

5. Відносна молекулярна маса - M r (SO 3) = 32 + 3 * 16 = 80.

6. Молярна маса- М(SO 3) = 80 г/моль.

7. Багато іншої інформації.

Закріплення та застосування отриманих знань

(Слайд 22, 23).

Гра в хрестики-нуліки: закресліть по вертикалі, горизонталі, діагоналі речовини, що мають однакову кристалічну решітку.

Рефлексія.

Вчитель ставить запитання: “Хлопці, що нового ви дізналися на уроці?”.

Підбиття підсумків заняття

Вчитель: Хлопці, давайте підіб'ємо основні підсумки нашого уроку - дайте відповідь на запитання.

1. Які класифікації речовин ви дізналися?

2. Як ви розумієте термін кристалічні грати.

3. Які типи кристалічних ґрат ви тепер знаєте?

4. Про яку закономірність будови та властивостей речовин ви дізналися?

5. У якому агрегатному стані речовини мають кристалічні ґрати?

6. З яким основним законом хімії ви познайомилися на уроці?

Домашнє завдання: §22, конспект.

1. Складіть формули речовин: хлорид кальцію, оксид кремнію (IY), азот, сірководень.

Визначте тип кристалічних ґрат і спробуйте прогнозувати: які мають бути температури плавлення у цих речовин.

2. Творче завдання -> скласти питання до параграфу.

Вчитель дякує за урок. Виставляє позначки учням.

Більшість твердих речовин мають кристалічну структуру, в якій частинки, з яких вона «побудована» знаходяться в певному порядкустворюючи тим самим кристалічні ґрати. Вона будується з однакових структурних одиниць, що повторюються. елементарних осередків, що зв'язується із сусідніми осередками, утворюючи додаткові вузли. В результаті існує 14 різних кристалічних ґрат.

Типи кристалічних ґрат.

Залежно від частинок, які стоять у вузлах ґрат, розрізняють:

• металеві кристалічні грати;
• іонну кристалічну решітку;
• молекулярні кристалічні грати;
• макромолекулярні (атомні) кристалічні грати.

Металевий зв'язок у кристалічних ґратах.

Іонні кристали мають підвищену крихкість, т.к. зсув у ґратах кристала (навіть незначний) призводить до того, що однойменно заряджені іони починають відштовхуватися один від одного, і зв'язки рвуться, утворюються тріщини та розколи.

Молекулярний зв'язок кристалічних ґрат.

Основна особливість міжмолекулярного зв'язку полягає в її "слабкості" (ван-дер-ваальсові, водневі).

Це структура льоду. Кожна молекула води пов'язана водневими зв'язками з 4-ма навколишніми молекулами, в результаті структура має тетраедричний характер.

Водневий зв'язок пояснює високу температуру кипіння, плавлення та малу щільність;

Макромолекулярний зв'язок кристалічних ґрат.

У вузлах кристалічних ґрат знаходяться атоми. Ці кристали поділяються на 3 види:

• каркасні;
• ланцюжкові;
• шаруваті структури.

Каркасною структуроюмає алмаз - одне з найтвердіших речовин у природі. Атом вуглецю утворює 4 однакові ковалентні зв'язки, що говорить про форму правильного тетраедра ( sp 3 - Гібридизація). Кожен атом має неподілену пару електронів, які можуть зв'язуватися з сусідніми атомами. Внаслідок чого утворюється тривимірна решітка, у вузлах якої лише атоми вуглецю.

Енергії для руйнування такої структури потрібно дуже багато, температура плавлення таких сполук висока (у алмазу вона становить 3500 ° С).

Шаруваті структуриговорять про наявність ковалентних зв'язків усередині кожного шару та слабких ван-дер-ваальсових – між шарами.

Розглянемо приклад: графіт. Кожен атом вуглецю знаходиться в sp 2 - гібридизації. Четвертий неспарений електрон утворює ван-дер-ваальсовий зв'язок між шарами. Тому 4-ий шар дуже рухливий:

Зв'язки слабкі, тому їх легко розірвати, що можна спостерігати у олівця - «пишуча властивість» - 4-й шар залишається на папері.

Графіт – чудовий провідник електричного струму (електрони здатні переміщатися вздовж площини шару).

Ланцюжковими структурамимають оксиди (наприклад, SO 3 ), який кристалізується у вигляді блискучих голок, полімери, деякі аморфні речовини, силікати (азбест).

Кристалічні грати Тип решітки Види частинок у вузлах решітки Вид зв'язку між частинками Приклади речовин Фізичні властивості речовин Іонна ІониІонна Це бінарні сполуки металів (I А та II A), солі, оксиди та гідроксиди типових металів. Тверді, міцні, нелеткі, тендітні, тугоплавкі, багато розчинні у воді, розчини та розплави проводять електричний струм.

Кристалічні грати Тип решітки Види частинок у вузлах решітки Вид зв'язку між частинками Приклади речовин Фізичні властивості речовин Атомна Атоми 1. Ковалентна неполярна – зв'язок дуже міцна 2. Ковалентна полярна – зв'язок міцна Прості речовиниСклад: алмаз (C), графіт (C), бір (B), кремній (Si), червоний фосфор. Складні речовини: оксид алюмінію (Al 2 O 3), оксид кремнію (IY) -SiO 2. Дуже тверді, тугоплавкі, нелеткі, нерозчинні у воді.

Кристалічні грати Тип грат Види частинок у вузлах решітки Вид зв'язку між частинками Приклади речовин Фізичні властивості речовин Молеку лярна Молеку ли Між молекулами - слабкі сили міжмолекулярного тяжіння, а всередині молекул міцний ковалентний зв'язок. Тверді речовини за низьких температур. При звичайних - гази або рідини - О2, Н2, Cl2, N2, Br2, H2O, CO2, HCl, благородні гази, сірка, білий фосфор Р4, йод; органічні речовини. Неміцні, леткі, легкоплавкі, мають невелику твердість.

Кристалічні грати Тип решітки Види частинок у вузлах решітки Вид зв'язку між частинками Приклади речовин Фізичні властивості речовин Металева Атоми, іони Металічна, різної міцності Метали та сплави. Метали, які знаходяться в I A, II A, IIIA (крім бору), а метали побічних підгруп Ковкі, мають металевий блиск, тепло - та електропровідність.

Згідно з атомно-молекулярною теорією Бойля, всі речовини складаються з молекул, які перебувають у постійному русі. Але чи існує якась певна структура речовин? Або вони просто складаються з молекул, що хаотично рухаються?

Насправді чітку структуру мають усі речовини, що у твердому стані. Атоми та молекули рухаються, але сили тяжіння та відштовхування між частинками збалансовані, тому атоми та молекули розташовуються у певній точці простору (але продовжують здійснювати невеликі коливання, що залежать від температури). Такі структури називаються кристалічними гратами. Місця, в яких знаходяться самі молекули, іони чи атоми, називають вузлами. А відстані між вузлами отримали назву – періоди ідентичності. Залежно від положення частинок у просторі розрізняють кілька типів:

1. атомна;
2. іонна;
3. молекулярна;
4. металева.

У рідкому та газоподібному станіречовини немає чіткої решітки, їх молекули рухаються хаотично, саме тому вони мають форми. Наприклад, кисень, перебуваючи в газоподібному стані, є безбарвним газом без запаху, в рідкому (при -194 градусів) – розчин блакитного кольору. Коли температура опускається до -219 градусів, кисень переходить у твердий стан і набуває кр. грати, при цьому він перетворюється на снігоподібну масу синього кольору.

Цікаво, що аморфні речовини не мають чіткої структури, тому вони не мають суворої температури плавлення і кипіння. Смола і пластилін при нагріванні поступово розм'якшуються і стають рідкими, вони не мають точної фази переходу.

Атомні кристалічні грати

У вузлах знаходяться атоми, про що і свідчить назва. Ці речовини дуже міцні та міцні, оскільки між частинками утворюється ковалентний зв'язок. Сусідні атоми утворюють між собою загальну пару електронів (а, точніше, їх електронні хмари нашаруються один на одного), і тому вони дуже добре пов'язані один з одним. Найбільш наочний приклад – алмаз, який за шкалою Мооса має найбільшу твердість. Цікаво, що алмаз, як і графіт, складається із вуглеводу. Графіт є дуже тендітною речовиною (твердість за шкалою Моосу – 1), що є наочним прикладомтого, як багато залежить від виду.

Атомна кр. гратипогано поширена у природі, до неї належать: кварц, бір, пісок, кремній, оксид кремнію (IV), германій, гірський кришталь. Для цих речовин характерна висока температура плавлення, міцність, а також ці сполуки дуже тверді та нерозчинні у воді. Через дуже сильний зв'язок між атомами, ці хімічні сполукимайже не взаємодіють з іншими та дуже погано проводять струм.

Іонні кристалічні грати

У цьому вся типі іони розташовуються у кожному вузлі. Відповідно, цей вид характерний для речовин з іонним зв'язком, наприклад: хлорид калію, сульфат кальцію, хлорид міді, фосфат срібла, гідроксид міді і таке інше. До речовин з такою схемою сполук частинок відносяться;

• солі;
• гідроксиди металів;
• оксиди металів

Хлорид натрію має чергування позитивних (Na +) та негативних (Cl -) іонів. Один іон хлору, що знаходиться у вузлі, притягує до себе два іони натрію (завдяки електромагнітному полю), які знаходяться у сусідніх вузлах. Таким чином, утворюється куб, у якому частинки пов'язані між собою.

Для іонних ґрат характерна міцність, тугоплавкість, стійкість, твердість і нелетючість. Деякі речовини можуть проводити електричний струм.

Молекулярні кристалічні грати

У вузлах цієї структури є молекули, які щільно упаковані між собою. Для таких речовин характерний ковалентний полярний та неполярний зв'язок. Цікаво, що незалежно від ковалентного зв'язку між частинками утворюєте дуже слабке тяжіння (через слабкі ван-дер-вальсові сили). Саме тому такі речовини дуже тендітні, мають низьку температуру кипіння і плавлення, а також вони леткі. До таких речовин належать: вода, органічні речовини (цукор, нафталін), оксид вуглецю (IV), сірководень, благородні гази, двох-(водень, кисень, хлор, азот, йод), трьох-(озон), чотирьох-(фосфор) ), восьмиатомні (сірка) речовини і так далі.

Одна з відмінних рис — це те, що структурна та просторова модель зберігається у всіх фазах (як у твердих, так у рідких та газоподібних).

Металеві кристалічні грати

Через наявність у вузлах іонів, може здатися, що металеві грати схожі на іонні. Насправді, це дві абсолютно різні моделіз різними властивостями.

Металева набагато гнучкіша і пластичніша за іонну, для неї характерна міцність, висока електро- і теплопровідність, ці речовини добре плавляться і відмінно проводять електричний струм. Це тим, що у вузлах перебувають позитивно заряджені іони металів (катіони), які можуть переміщатися у всій структурі, тим самим забезпечують протягом електронів. Частинки хаотично рухаються біля свого вузла (вони не мають достатньої енергії, щоб вийти за межі), але щойно з'являється електричне поле, Електрони утворюють потік і спрямовуються з позитивної негативну область.

Металеві кристалічні грати характерні для металів, наприклад: свинець, натрій, калій, кальцій, срібло, залізо, цинк, платина і так далі. Крім іншого, вона підрозділяється ще на кілька типів упаковок: гексагональна, об'ємно центрована (менш щільна) і гранецентрована. Перша упаковка характерна для цинку, кобальту, магнію, друга для барію, заліза, натрію, третя для міді, алюмінію та кальцію.

Таким чином, від типу ґратзалежать багато властивостей, і навіть будова речовини. Знаючи тип, можна передбачити, наприклад, якою буде тугоплавкість чи міцність об'єкта.

У хімічні взаємодії вступають не окремі атоми чи молекули, а речовини. За типом зв'язку розрізняють речовини молекулярного та немолекулярного будови.

Це речовини, що складаються з молекул. Зв'язки між молекулами в таких речовинах дуже слабкі, набагато слабші, ніж між атомами всередині молекули, і вже при порівняно низьких температурах вони розриваються - речовина перетворюється на рідину і далі на газ (ліхтар йоду). Температури плавлення та кипіння речовин, що складаються з молекул, підвищуються із збільшенням молекулярної маси. До молекулярних речовин відносяться речовини з атомною структурою (С, Si, Li, Na, К, Сі, Fe, W), серед них є метали та неметали.

Немолекулярна будова речовин

До речовин немолекулярногобудови відносяться іонні сполуки. Така будова має більшість сполук металів з неметалами: всі солі (NaCl, K 2 S0 4), деякі гідриди (LiH) і оксиди (CaO, MgO, FeO), основи (NaOH, КОН). Іонні (немолекулярні) речовини мають високі температури плавлення та кипіння.

Тверді речовини: кристалічні та аморфні

Аморфні речовинине мають чіткої температури плавлення – при нагріванні вони поступово розм'якшуються та переходять у плинний стан. В аморфному стані, наприклад, знаходяться пластилін та різні смоли.

Кристалічні речовинихарактеризуються правильним розташуванням тих частинок, у тому числі вони складаються: атомів, молекул і іонів - у суворо певних точках простору. При з'єднанні цих точок прямими лініями утворюється просторовий каркас, що називається кристалічною решіткою. Точки, в яких розміщені частинки кристала, називають вузлами решітки.

Залежно від типу частинок, розташованих у вузлах кристалічних ґрат, і характеру зв'язку між ними, розрізняють чотири типи кристалічних ґрат: іонні, атомні, молекулярні та металеві .

Іонні кристалічні грати

Іонниминазивають кристалічні грати, у вузлах яких є іони. Їх утворюють речовини з іонним зв'язком, яким можуть бути пов'язані як прості іони Na ​​+ , Сl — , так і складні S0 4 2-, ВІН — . Отже, іонні кристалічні грати мають солі, деякі оксиди і гідроксиди металів. Наприклад, кристал хлориду натрію побудований з позитивних іонів Na + і негативних Сl — , що чергуються, утворюють решітку у формі куба.

Іонні кристалічні грати кухонної солі

Зв'язки між іонами у такому кристалі дуже стійкі. Тому речовини з іонною решіткою відрізняються порівняно високою твердістю та міцністю, вони тугоплавкі та нелеткі.

Атомні кристалічні грати

Атомниминазивають кристалічні грати, у вузлах яких є окремі атоми. У таких ґратах атоми з'єднані між собою дуже міцними ковалентними зв'язками. Прикладом речовин з таким типом кристалічних решіток може бути алмаз - одна з алотропних видозмін вуглецю.

Атомні кристалічні грати алмазу

Більшість речовин з атомними кристалічними гратами мають дуже високі температури плавлення (наприклад, у алмазу вона понад 3500 ° С), вони міцні і тверді, практично нерозчинні.

Молекулярні кристалічні грати

Молекулярниминазивають кристалічні ґрати, у вузлах яких розташовуються молекули.

Молекулярні кристалічні грати йоду

Хімічні зв'язки у цих молекулах може бути і полярними (НСl, Н 2 O), і неполярними (N 2 , Про 2). Незважаючи на те, що атоми всередині молекул пов'язані дуже міцними зв'язками ковалентними, між самими молекулами діють слабкі сили міжмолекулярного тяжіння. Тому речовини з молекулярними кристалічними гратами мають малу твердість, низькі температуриплавлення, леткі. Більшість твердих органічних сполук мають молекулярні кристалічні ґрати (нафталін, глюкоза, цукор).

Металеві кристалічні грати

Речовини з металевим зв'язком мають металевікристалічні ґрати.

У вузлах таких ґрат знаходяться атоми та іони (то атоми, то іони, в які легко перетворюються атоми металу, віддаючи свої зовнішні електрони"У загальне користування"). Таке внутрішня будоваметалів визначає їх характерні фізичні властивості: ковкість, пластичність, електро- та теплопровідність, характерний металевий блиск.