ตัวอย่างตาข่ายคริสตัลโมเลกุล ข้อบกพร่องในโครงสร้างผลึกของโลหะ

ของแข็งมีอยู่ในสถานะผลึกและอสัณฐานและมีโครงสร้างเป็นผลึกเป็นส่วนใหญ่ มันโดดเด่นด้วยตำแหน่งที่ถูกต้องของอนุภาค ณ จุดที่กำหนดอย่างแม่นยำโดยมีลักษณะการทำซ้ำเป็นระยะ ๆ ในปริมาตร หากคุณเชื่อมต่อจุดเหล่านี้ด้วยจิตใจด้วยเส้นตรงเราจะได้กรอบเชิงพื้นที่ซึ่งเรียกว่าตาข่ายคริสตัล แนวคิดของ "โครงตาข่ายคริสตัล" หมายถึงรูปแบบเรขาคณิตที่อธิบายคาบสามมิติในการจัดเรียงโมเลกุล (อะตอม ไอออน) ในปริภูมิผลึก

ตำแหน่งของอนุภาคเรียกว่าโหนดขัดแตะ มีการเชื่อมต่อภายในเฟรม ประเภทของอนุภาคและธรรมชาติของการเชื่อมต่อระหว่างอนุภาคเหล่านี้: โมเลกุล อะตอม ไอออน กำหนดได้ทั้งหมดสี่ประเภท: ไอออนิก อะตอม โมเลกุล และโลหะ

หากไอออน (อนุภาคที่มีประจุลบหรือบวก) อยู่ที่บริเวณโครงตาข่าย แสดงว่าเป็นโครงผลึกไอออนิกซึ่งมีคุณลักษณะเฉพาะด้วยพันธะที่มีชื่อเดียวกัน

การเชื่อมต่อเหล่านี้แข็งแกร่งและมั่นคงมาก ดังนั้นสารที่มีโครงสร้างประเภทนี้จึงมีความแข็งและความหนาแน่นค่อนข้างสูง ไม่ระเหย และทนไฟได้ ที่อุณหภูมิต่ำพวกมันจะทำหน้าที่เป็นไดอิเล็กทริก อย่างไรก็ตาม เมื่อสารประกอบดังกล่าวละลาย โครงผลึกไอออนิกที่ถูกต้องทางเรขาคณิต (การจัดเรียงไอออน) จะหยุดชะงักและพันธะความแข็งแรงจะลดลง

ที่อุณหภูมิใกล้กับจุดหลอมเหลว ผลึกที่มีพันธะไอออนิกสามารถนำกระแสไฟฟ้าได้แล้ว สารประกอบดังกล่าวละลายได้ง่ายในน้ำและของเหลวอื่นๆ ที่ประกอบด้วยโมเลกุลขั้วโลก

ตาข่ายคริสตัลไอออนิกเป็นลักษณะของสารทั้งหมดที่มีพันธะไอออนิกประเภท - เกลือ, ไฮดรอกไซด์ของโลหะ, สารประกอบไบนารีของโลหะกับอโลหะ ไม่มีทิศทางในอวกาศ เนื่องจากแต่ละไอออนสัมพันธ์กับการตอบโต้หลายครั้ง ความแรงของการโต้ตอบซึ่งขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างพวกมัน (กฎของคูลอมบ์) สารประกอบที่มีพันธะไอออนิกมีโครงสร้างที่ไม่ใช่โมเลกุล เป็นสารที่เป็นของแข็งซึ่งมีโครงตาข่ายไอออนิก มีขั้วสูง มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง และเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าในสารละลายที่เป็นน้ำ การเชื่อมต่อกับ พันธะไอออนิกแทบไม่เคยพบในรูปแบบบริสุทธิ์เลย

ตาข่ายคริสตัลไอออนิกมีอยู่ในไฮดรอกไซด์และออกไซด์บางชนิดของโลหะ เกลือทั่วไป เช่น สารที่มีไอออนิก

นอกจากพันธะไอออนิกแล้ว ยังมีพันธะโลหะ โมเลกุล และโควาเลนต์ในผลึกอีกด้วย

ผลึกที่มีพันธะโควาเลนต์คือสารกึ่งตัวนำหรือไดอิเล็กทริก ตัวอย่างทั่วไปของผลึกอะตอม ได้แก่ เพชร ซิลิคอน และเจอร์เมเนียม

เพชรเป็นแร่ธาตุ ซึ่งเป็นการดัดแปลงลูกบาศก์แบบ allotropic (รูปแบบ) ของคาร์บอน ตาข่ายคริสตัลของเพชรนั้นมีอะตอมและซับซ้อนมาก ที่โหนดของโครงตาข่ายดังกล่าวจะมีอะตอมเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งมาก เพชรประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอม จัดเรียงทีละอะตอมที่จุดศูนย์กลางของทรงสี่หน้า ซึ่งจุดยอดคืออะตอมที่ใกล้ที่สุดสี่อะตอม โครงสร้างตาข่ายดังกล่าวมีลักษณะพิเศษคือโครงสร้างลูกบาศก์ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลาง ซึ่งเป็นตัวกำหนดความแข็งสูงสุดของเพชรและค่อนข้างจะ อุณหภูมิสูงละลาย ไม่มีโมเลกุลอยู่ในโครงตาข่ายเพชร - และคริสตัลก็ถือได้ว่าเป็นโมเลกุลที่น่าประทับใจเพียงโมเลกุลเดียว

นอกจากนี้ยังเป็นลักษณะของซิลิคอน โบรอนแข็ง เจอร์เมเนียม และสารประกอบของธาตุแต่ละชนิดด้วยซิลิคอนและคาร์บอน (ซิลิกา ควอตซ์ ไมกา ทรายแม่น้ำ, คาร์บอรันดัม) โดยทั่วไปมีตัวแทนที่มีโครงตาข่ายอะตอมค่อนข้างน้อย

วันที่ตีพิมพ์ 01/07/2556 17:01 น

ใดๆ อย่างแน่นอน สารเคมีมีอยู่ในธรรมชาติ, ก่อตัวขึ้น จำนวนมากอนุภาคที่เหมือนกันซึ่งเชื่อมต่อถึงกัน สารทั้งหมดมีอยู่ในสาม สถานะของการรวมตัว: ก๊าซ ของเหลว และของแข็ง เมื่อการเคลื่อนตัวทางความร้อนทำได้ยาก (ที่อุณหภูมิต่ำ) รวมทั้งใน ของแข็งอนุภาคมีการมุ่งเน้นอย่างเคร่งครัดในอวกาศ ซึ่งปรากฏอยู่ในโครงสร้างโครงสร้างที่แม่นยำ

ตาข่ายคริสตัลของสสารเป็นโครงสร้างที่มีการจัดเรียงอนุภาค (อะตอม โมเลกุล หรือไอออน) ตามลำดับทางเรขาคณิตที่จุดใดจุดหนึ่งในอวกาศ ในโครงตาข่ายต่างๆ จะมีการสร้างความแตกต่างระหว่างช่องว่างคั่นระหว่างหน้าและโหนดเอง - จุดที่อนุภาคตั้งอยู่

ตาข่ายคริสตัลมีสี่ประเภท: โลหะ, โมเลกุล, อะตอม, ไอออนิก ประเภทของโครงตาข่ายจะถูกกำหนดตามประเภทของอนุภาคที่อยู่ที่โหนดรวมถึงลักษณะของการเชื่อมต่อระหว่างกัน

โครงตาข่ายคริสตัลเรียกว่าโมเลกุลหากโมเลกุลอยู่ที่โหนด พวกมันเชื่อมโยงกันด้วยแรงระหว่างโมเลกุลที่ค่อนข้างอ่อนซึ่งเรียกว่าแรงแวนเดอร์วาลส์ แต่อะตอมที่อยู่ภายในโมเลกุลนั้นเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งกว่าอย่างมีนัยสำคัญ (มีขั้วหรือไม่มีขั้ว) ตาข่ายคริสตัลโมเลกุลเป็นลักษณะของคลอรีน ไฮโดรเจนที่เป็นของแข็ง คาร์บอนไดออกไซด์ และสารอื่นๆ ที่เป็นก๊าซที่อุณหภูมิปกติ

ผลึกที่ก่อตัวเป็นก๊าซมีตระกูลก็มีโครงตาข่ายโมเลกุลที่ประกอบด้วยโมเลกุลเชิงเดี่ยว แข็งที่สุด อินทรียฺวัตถุมีโครงสร้างนี้อย่างแน่นอน จำนวน สารอนินทรีย์ซึ่งมีลักษณะเป็นโครงสร้างโมเลกุลมีขนาดเล็กมาก ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนเฮไลด์ที่เป็นของแข็ง ซัลเฟอร์ธรรมชาติ น้ำแข็ง ของแข็งธรรมดา และอื่นๆ อีกมากมาย

เมื่อถูกความร้อน พันธะระหว่างโมเลกุลที่ค่อนข้างอ่อนจะถูกทำลายได้ง่าย ดังนั้นสารที่มีโครงข่ายดังกล่าวจึงมีมาก อุณหภูมิต่ำการละลายและความกระด้างต่ำไม่ละลายน้ำหรือละลายในน้ำได้เล็กน้อยสารละลายของพวกมันไม่นำกระแสไฟฟ้าและมีความผันผวนอย่างมีนัยสำคัญ จุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำสุดใช้สำหรับสารที่ทำจากโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว

โครงตาข่ายคริสตัลเรียกว่าโลหะ ซึ่งโหนดนั้นถูกสร้างขึ้นโดยอะตอมและไอออนบวก (แคตไอออน) ของโลหะที่มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนอิสระ (แยกออกจากอะตอมระหว่างการก่อตัวของไอออน) โดยจะเคลื่อนที่แบบสุ่มในปริมาตรของคริสตัล อย่างไรก็ตาม อิเล็กตรอนเหล่านี้โดยพื้นฐานแล้วมีลักษณะกึ่งอิสระ เนื่องจากพวกมันสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระภายในกรอบที่ถูกจำกัดด้วยโครงตาข่ายที่กำหนดเท่านั้น

อิเล็กตรอนไฟฟ้าสถิตและไอออนของโลหะบวกจะถูกดึงดูดเข้าหากัน ซึ่งอธิบายความเสถียรของโครงตาข่ายคริสตัลโลหะ การสะสมของอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่อย่างอิสระเรียกว่าแก๊สอิเล็กตรอนซึ่งให้ค่าการนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดีของโลหะ เมื่อไร แรงดันไฟฟ้าอิเล็กตรอนพุ่งเข้าหาอนุภาคบวกโดยมีส่วนร่วมในการสร้าง กระแสไฟฟ้าและทำปฏิกิริยากับไอออน

ตาข่ายคริสตัลเมทัลลิกมีลักษณะเฉพาะของโลหะธาตุเป็นส่วนใหญ่ เช่นเดียวกับสารประกอบของโลหะต่างชนิดกัน คุณสมบัติพื้นฐานที่มีอยู่ในผลึกโลหะ (ความแข็งแรงทางกล การระเหย จุดหลอมเหลว) มีความผันผวนค่อนข้างรุนแรง อย่างไรก็ตามดังกล่าว คุณสมบัติทางกายภาพเช่น ความเป็นพลาสติก ความสามารถในการดัดงอได้ การนำไฟฟ้าและความร้อนสูง และความแวววาวของโลหะที่มีลักษณะเฉพาะ ถือเป็นลักษณะเฉพาะของคริสตัลที่มีโครงตาข่ายโลหะเท่านั้น

ของแข็งมักจะมีโครงสร้างเป็นผลึก โดดเด่นด้วยการจัดเรียงอนุภาคที่ถูกต้อง ณ จุดที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดในอวกาศ เมื่อจุดเหล่านี้เชื่อมโยงกันทางจิตใจด้วยเส้นตรงที่ตัดกัน จะเกิดกรอบเชิงพื้นที่ซึ่งเรียกว่า ตาข่ายคริสตัล- เรียกว่าจุดที่อนุภาคอยู่ โหนดขัดแตะคริสตัล- โหนดของโครงตาข่ายจินตภาพสามารถประกอบด้วยไอออน อะตอม หรือโมเลกุลได้ พวกมันมีการเคลื่อนไหวแบบแกว่งไปมา เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น แอมพลิจูดของการแกว่งจะเพิ่มขึ้น ซึ่งแสดงออกในการขยายตัวทางความร้อนของร่างกาย

ขึ้นอยู่กับชนิดของอนุภาคและลักษณะของการเชื่อมต่อระหว่างกันนั้น โปรยคริสตัล 4 ประเภทมีความโดดเด่น: ไอออนิก (NaCl, KCl), อะตอม, โมเลกุลและโลหะ

เรียกว่าคริสตัลโปรยที่ประกอบด้วยไอออน อิออน- พวกมันถูกสร้างขึ้นจากสารที่มีพันธะไอออนิก ตัวอย่างคือผลึกโซเดียมคลอไรด์ ซึ่งโซเดียมไอออนแต่ละตัวล้อมรอบด้วยคลอไรด์ไอออน 6 ตัว และคลอไรด์ไอออนแต่ละตัวล้อมรอบด้วยโซเดียมไอออน 6 ตัว

ตาข่ายคริสตัล NaCl

เรียกว่าจำนวนอนุภาคใกล้เคียงที่ใกล้ที่สุดซึ่งอยู่ติดกับอนุภาคที่กำหนดในผลึกหรือแต่ละโมเลกุล หมายเลขโฟกัส.

ในโครงตาข่าย NaCl เลขโคออร์ดิเนตของไอออนทั้งสองคือ 6 ดังนั้น ในผลึก NaCl จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกโมเลกุลของเกลือแต่ละตัวออกจากกัน ไม่มีเลย คริสตัลทั้งหมดควรถือเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วย Na + และ Cl - ไอออนในจำนวนเท่ากัน Na n Cl n โดยที่ n คือจำนวนมาก พันธะระหว่างไอออนในผลึกดังกล่าวมีความแข็งแรงมาก ดังนั้นสารที่มีโครงตาข่ายไอออนิกจึงมีความแข็งค่อนข้างสูง พวกมันทนไฟและบินต่ำ

การละลายของผลึกไอออนิกทำให้เกิดการหยุดชะงักของการวางแนวที่ถูกต้องทางเรขาคณิตของไอออนที่สัมพันธ์กัน และลดความแข็งแรงของพันธะระหว่างไอออนเหล่านั้น ดังนั้นการหลอมของพวกมันจึงนำกระแสไฟฟ้า โดยทั่วไปสารประกอบไอออนิกจะละลายได้ง่ายในของเหลวที่ประกอบด้วยโมเลกุลที่มีขั้ว เช่น น้ำ

โปรยคริสตัลที่มีอะตอมแต่ละตัวอยู่ที่โหนดเรียกว่า อะตอม- อะตอมในโครงตาข่ายนั้นเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่ง ตัวอย่างคือเพชร ซึ่งเป็นหนึ่งในการปรับเปลี่ยนคาร์บอน เพชรประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน ซึ่งแต่ละอะตอมเกาะติดกันกับอะตอมข้างเคียง 4 อะตอม หมายเลขประสานงานของคาร์บอนในเพชรคือ 4 สสารที่มีโครงผลึกอะตอมมีจุดหลอมเหลวสูง (เพชรมีอุณหภูมิสูงกว่า 3,500 o C) มีความแข็งแรงและแข็ง และในทางปฏิบัติไม่ละลายในน้ำ

เรียกว่าคริสตัลโปรยที่ประกอบด้วยโมเลกุล (มีขั้วและไม่มีขั้ว) โมเลกุล- โมเลกุลในโครงตาข่ายดังกล่าวเชื่อมต่อกันด้วยแรงระหว่างโมเลกุลที่ค่อนข้างอ่อน ดังนั้นสารที่มีโครงตาข่ายโมเลกุลจึงมีความแข็งต่ำและมีจุดหลอมเหลวต่ำ ไม่ละลายหรือละลายในน้ำได้เล็กน้อย และสารละลายของพวกมันแทบจะไม่นำกระแสไฟฟ้าเลย ตัวอย่าง ได้แก่ น้ำแข็ง ของแข็ง CO 2 (“น้ำแข็งแห้ง”) ฮาโลเจน ผลึกไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน ก๊าซมีตระกูล ฯลฯ

วาเลนซ์

ลักษณะเชิงปริมาณที่สำคัญซึ่งแสดงจำนวนอะตอมที่มีปฏิสัมพันธ์ในโมเลกุลผลลัพธ์คือ ความจุ– คุณสมบัติของอะตอมขององค์ประกอบหนึ่งในการยึดอะตอมขององค์ประกอบอื่นจำนวนหนึ่ง

ความจุถูกกำหนดในเชิงปริมาณโดยจำนวนอะตอมไฮโดรเจนที่องค์ประกอบที่กำหนดสามารถเพิ่มหรือแทนที่ได้ ตัวอย่างเช่นใน กรดไฮโดรฟลูออริก(HF) ฟลูออรีนเป็นแบบโมโนวาเลนต์ ในแอมโมเนีย (NH 3) ไนโตรเจนเป็นไตรวาเลนต์ ในไฮโดรเจนซิลิคอน (SiH 4 - ไซเลน) ซิลิคอนเป็นแบบเตตระวาเลนต์ เป็นต้น

ต่อมาด้วยการพัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม ความจุขององค์ประกอบเริ่มสัมพันธ์กับจำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่ (ความจุ) ซึ่งต้องขอบคุณพันธะระหว่างอะตอม ดังนั้นความจุจึงถูกกำหนดโดยจำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ในอะตอมที่มีส่วนร่วมในการก่อตัว พันธะเคมี(ในสถานะพื้นฐานหรือตื่นเต้น) โดยทั่วไป เวเลนซ์จะเท่ากับจำนวนคู่อิเล็กตรอนที่เชื่อมอะตอมที่กำหนดกับอะตอมของธาตุอื่น

ซึ่งภายใต้สภาวะปกติจะเป็นก๊าซที่อุณหภูมิ -194 °C จะกลายเป็นของเหลว สีฟ้าที่อุณหภูมิ -218.8°C แข็งตัวเป็นมวลคล้ายหิมะซึ่งประกอบด้วยผลึกสีน้ำเงิน

ในส่วนนี้เราจะดูว่าลักษณะของพันธะเคมีส่งผลต่อคุณสมบัติของของแข็งอย่างไร ช่วงอุณหภูมิของการมีอยู่ของสารในสถานะของแข็งนั้นพิจารณาจากจุดเดือดและจุดหลอมเหลว ของแข็งแบ่งออกเป็นผลึกและอสัณฐาน
สารอสัณฐานไม่มีจุดหลอมเหลวที่ชัดเจน - เมื่อถูกความร้อนจะค่อยๆอ่อนตัวลงและกลายเป็นสถานะของเหลว ตัวอย่างเช่นในสถานะอสัณฐานจะมีดินน้ำมันหรือเรซินต่างๆ

มีลักษณะเป็นสารผลึก ตำแหน่งที่ถูกต้องอนุภาคที่ประกอบด้วยอะตอม โมเลกุล และไอออน - ณ จุดที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดในอวกาศ เมื่อจุดเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยเส้นตรง จะเกิดกรอบเชิงพื้นที่ซึ่งเรียกว่าโครงตาข่ายคริสตัล จุดที่อนุภาคคริสตัลตั้งอยู่เรียกว่าโครงตาข่าย

โหนดของโครงตาข่ายจินตภาพสามารถประกอบด้วยไอออน อะตอม และโมเลกุล อนุภาคเหล่านี้มีการเคลื่อนที่แบบสั่น เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ช่วงของการแกว่งเหล่านี้จะเพิ่มขึ้น ซึ่งตามกฎแล้วจะนำไปสู่การขยายตัวทางความร้อนของร่างกาย

ขึ้นอยู่กับชนิดของอนุภาคที่อยู่ที่โหนดของโครงตาข่ายคริสตัลและลักษณะของการเชื่อมต่อระหว่างพวกมัน โครงตาข่ายคริสตัลสี่ประเภทมีความโดดเด่น: ไอออนิก, อะตอม, โมเลกุลและโลหะ (ตารางที่ 6)

สารเชิงเดี่ยวของธาตุที่เหลือซึ่งไม่ได้แสดงไว้ในตารางที่ 6 มีโครงตาข่ายโลหะ

โครงผลึกไอออนิกคือส่วนที่โหนดประกอบด้วยไอออน พวกมันถูกสร้างขึ้นจากสารที่มีพันธะไอออนิก ซึ่งสามารถจับทั้ง Na+, Cl- ไอออนแบบธรรมดา และ SO 2-4, OH- เชิงซ้อน ด้วยเหตุนี้ ผลึกคริสตัลไอออนิกจึงมีเกลือ ออกไซด์และไฮดรอกไซด์ของโลหะอยู่บ้าง ซึ่งก็คือสารที่มีพันธะเคมีไอออนิกอยู่ ตัวอย่างเช่น ผลึกโซเดียมคลอไรด์ถูกสร้างขึ้นจากการสลับ Na+ บวกและไอออนลบ ทำให้เกิดโครงตาข่ายรูปทรงลูกบาศก์ พันธะระหว่างไอออนในผลึกดังกล่าวมีความเสถียรมาก ดังนั้นสารที่มีตะแกรงไอออนิกจึงมีความแข็งและความแข็งแรงสูงค่อนข้างมาก จึงทนไฟและไม่ระเหย

โปรยอะตอมจะถูกเทลงในโปรยคริสตัลในโหนดที่มีอะตอมเดี่ยว ในโครงตาข่ายดังกล่าว อะตอมจะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งมาก ตัวอย่างของสสารที่มีโครงผลึกชนิดนี้คือเพชร ซึ่งเป็นหนึ่งในการปรับเปลี่ยนคาร์บอนแบบ allotropic

จำนวนสารที่มีโครงผลึกอะตอมมีไม่มากนัก ซึ่งรวมถึงโบรอนผลึก ซิลิคอน และเจอร์เมเนียม ตลอดจนสารเชิงซ้อน เช่น สารที่มีซิลิคอนออกไซด์ (IV) - SlO2: ซิลิกา ควอตซ์ ทราย หินคริสตัล

สสารส่วนใหญ่ที่มีโครงผลึกอะตอมมิกมีจุดหลอมเหลวที่สูงมาก (เช่น สำหรับเพชรนั้นมีอุณหภูมิสูงกว่า 3,500 ºС) มีความแข็งแรงและแข็ง แทบไม่ละลายเลย

โมเลกุลคือโครงผลึกซึ่งมีโมเลกุลอยู่ที่โหนด พันธะเคมีในโมเลกุลเหล่านี้อาจเป็นแบบมีขั้วหรือไม่มีขั้วก็ได้ แม้ว่าอะตอมภายในโมเลกุลจะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งมาก แต่ระหว่างโมเลกุลก็มีอยู่ กองกำลังที่อ่อนแอแรงดึงดูดทางโมเลกุล ดังนั้นสารที่มีโครงผลึกโมเลกุลจึงมีความแข็งต่ำ จุดหลอมเหลวต่ำ และมีการระเหยได้

ตัวอย่างของสารที่มีโครงผลึกโมเลกุล ได้แก่ น้ำที่เป็นของแข็ง - น้ำแข็ง, คาร์บอนมอนอกไซด์ที่เป็นของแข็ง (IV) - "น้ำแข็งแห้ง", ไฮโดรเจนคลอไรด์ที่เป็นของแข็งและไฮโดรเจนซัลไฟด์, สารเชิงเดี่ยวที่เป็นของแข็งที่เกิดจากหนึ่ง- (ก๊าซมีตระกูล), สอง, สาม- ( O3) สี่- (P4) โมเลกุลแปดอะตอม แข็งที่สุด สารประกอบอินทรีย์มีโครงผลึกโมเลกุล (แนฟทาลีน, กลูโคส, น้ำตาล)
สารที่มีพันธะโลหะจะมีโครงผลึกโลหะ ที่บริเวณที่มีโครงตาข่ายดังกล่าวจะมีอะตอมและไอออน (ไม่ว่าจะเป็นอะตอมหรือไอออนซึ่งอะตอมของโลหะจะเปลี่ยนรูปได้ง่ายโดยให้อิเล็กตรอนชั้นนอกของพวกมันไป การใช้งานทั่วไป- นี้ โครงสร้างภายในโลหะเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพที่เป็นลักษณะเฉพาะ: ความอ่อนตัว ความเหนียว การนำไฟฟ้าและความร้อน ความแวววาวของโลหะที่มีลักษณะเฉพาะ

สำหรับสารที่มีโครงสร้างโมเลกุล กฎความคงตัวขององค์ประกอบที่ค้นพบโดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส J. L. Proust (1799-1803) นั้นใช้ได้ ปัจจุบันกฎหมายนี้มีการกำหนดไว้ดังนี้: “โมเลกุล สารประกอบเคมีไม่ว่าวิธีการเตรียมจะเป็นอย่างไร แต่ก็มีองค์ประกอบและคุณสมบัติที่คงที่ กฎของพราวต์เป็นหนึ่งในกฎพื้นฐานของเคมี อย่างไรก็ตาม สำหรับสารที่มีโครงสร้างที่ไม่ใช่โมเลกุล เช่น ไอออนิก กฎข้อนี้อาจไม่เป็นจริงเสมอไป

1. สถานะของแข็ง ของเหลว และก๊าซ

2. ของแข็ง: สัณฐานและผลึก

3. โปรยคริสตัล: อะตอม ไอออนิก โลหะ และโมเลกุล

4. กฎความสม่ำเสมอขององค์ประกอบ

คุณสมบัติอะไรของแนฟทาลีนที่ใช้เพื่อปกป้องผลิตภัณฑ์ทำด้วยผ้าขนสัตว์จากมอด?
คุณสมบัติใดของร่างกายอสัณฐานที่สามารถนำไปใช้ในการระบุลักษณะนิสัยของแต่ละคนได้?

เหตุใดอะลูมิเนียมจึงถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก K.H. Oersted ในปี 1825 เป็นเวลานานเป็นของโลหะมีค่าเหรอ?

จำงานของ A. Belyaev เรื่อง "The Air Seller" และอธิบายคุณสมบัติของออกซิเจนแข็งโดยใช้คำอธิบายที่ให้ไว้ในหนังสือ
เหตุใดจุดหลอมเหลวของโลหะจึงแปรผันในช่วงที่กว้างมาก เพื่อเตรียมคำตอบสำหรับคำถามนี้ ให้ใช้เอกสารเพิ่มเติม

เหตุใดผลิตภัณฑ์ซิลิคอนจึงแตกเป็นชิ้น ๆ เมื่อกระแทก ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ตะกั่วจะแบนเท่านั้น พันธะเคมีในกรณีใดบ้างที่สลายตัว และในกรณีใดไม่สลายตัว? ทำไม

เนื้อหาบทเรียน บันทึกบทเรียนสนับสนุนวิธีการเร่งความเร็วการนำเสนอบทเรียนแบบเฟรมเทคโนโลยีเชิงโต้ตอบ ฝึกฝน งานและแบบฝึกหัด การประชุมเชิงปฏิบัติการ การทดสอบตัวเอง การฝึกอบรม กรณี ภารกิจ การอภิปราย การบ้าน คำถาม คำถามเชิงวาทศิลป์จากนักเรียน ภาพประกอบ เสียง คลิปวิดีโอ และมัลติมีเดียภาพถ่าย รูปภาพ กราฟิก ตาราง แผนภาพ อารมณ์ขัน เกร็ดเล็กเกร็ดน้อย เรื่องตลก การ์ตูน อุปมา คำพูด ปริศนาอักษรไขว้ คำพูด ส่วนเสริม บทคัดย่อบทความ เคล็ดลับสำหรับเปล ตำราเรียนขั้นพื้นฐาน และพจนานุกรมคำศัพท์เพิ่มเติมอื่นๆ การปรับปรุงตำราเรียนและบทเรียนแก้ไขข้อผิดพลาดในตำราเรียนการอัปเดตส่วนในตำราเรียน องค์ประกอบของนวัตกรรมในบทเรียน การแทนที่ความรู้ที่ล้าสมัยด้วยความรู้ใหม่ สำหรับครูเท่านั้น บทเรียนที่สมบูรณ์แบบแผนปฏิทินสำหรับปี หลักเกณฑ์โปรแกรมการอภิปราย บทเรียนบูรณาการ

ของแข็งส่วนใหญ่มี โครงสร้างคริสตัลซึ่งอนุภาคที่ใช้ "สร้าง" อยู่ในลำดับที่แน่นอนดังนั้นจึงสร้าง ตาข่ายคริสตัล- มันถูกสร้างขึ้นจากการทำซ้ำเหมือนกัน หน่วยโครงสร้าง - เซลล์หน่วยซึ่งสื่อสารกับเซลล์ข้างเคียงสร้างโหนดเพิ่มเติม เป็นผลให้มีโครงคริสตัลที่แตกต่างกัน 14 แบบ

ประเภทของโปรยคริสตัล

ขึ้นอยู่กับอนุภาคที่ยืนอยู่ที่โหนดขัดแตะพวกมันมีความโดดเด่น:

• ตาข่ายคริสตัลโลหะ
• ตาข่ายคริสตัลไอออนิก
• ตาข่ายคริสตัลโมเลกุล
• ตาข่ายคริสตัลโมเลกุลขนาดใหญ่ (อะตอม)

พันธะโลหะในโครงผลึก

ผลึกไอออนิกมีความเปราะบางเพิ่มขึ้นเพราะว่า การเปลี่ยนแปลงของโครงตาข่ายคริสตัล (แม้แต่เพียงเล็กน้อย) นำไปสู่ความจริงที่ว่าไอออนที่มีประจุเหมือนกันเริ่มที่จะผลักกัน และพันธะจะแตก แตก และแตกออก

พันธะโมเลกุลของโครงผลึก

ลักษณะสำคัญของพันธะระหว่างโมเลกุลคือ "ความอ่อนแอ" (van der Waals, ไฮโดรเจน)

นี่คือโครงสร้างของน้ำแข็ง โมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนกับ 4 โมเลกุลที่อยู่รอบๆ ทำให้เกิดโครงสร้างทรงสี่หน้า

พันธะไฮโดรเจนอธิบายถึงจุดเดือด จุดหลอมเหลว และความหนาแน่นต่ำ

การเชื่อมต่อโมเลกุลขนาดใหญ่ของโครงผลึก

มีอะตอมอยู่ที่โหนดของโครงตาข่ายคริสตัล คริสตัลเหล่านี้แบ่งออกเป็น 3 ประเภท:

• กรอบ;
• โซ่;
• โครงสร้างชั้น

โครงสร้างเฟรมเพชรเป็นหนึ่งในสารที่แข็งที่สุดในธรรมชาติ อะตอมของคาร์บอนก่อให้เกิดพันธะโควาเลนต์ที่เหมือนกัน 4 พันธะ ซึ่งบ่งบอกถึงรูปร่างของจัตุรมุขปกติ ( เอสพี 3 - การผสมพันธุ์) แต่ละอะตอมมีอิเล็กตรอนคู่เดียวซึ่งสามารถสร้างพันธะกับอะตอมข้างเคียงได้ เป็นผลให้เกิดตาข่ายสามมิติขึ้นในโหนดที่มีอะตอมของคาร์บอนเท่านั้น

การทำลายโครงสร้างดังกล่าวต้องใช้พลังงานมาก โดยมีจุดหลอมเหลวของสารประกอบดังกล่าวสูง (สำหรับเพชรจะมีอุณหภูมิ 3,500°C)

โครงสร้างแบบชั้นพูดถึงการมีอยู่ของพันธะโควาเลนต์ภายในแต่ละชั้นและพันธะ van der Waals ที่อ่อนแอระหว่างชั้นต่างๆ

ลองดูตัวอย่าง: กราไฟท์ คาร์บอนแต่ละอะตอมอยู่ในนั้น เอสพี 2 - การผสมพันธุ์ อิเล็กตรอนคู่ที่ 4 จะสร้างพันธะ van der Waals ระหว่างชั้นต่างๆ ดังนั้นเลเยอร์ที่ 4 จึงมีความคล่องตัวสูง:

พันธะมีความอ่อนแอจึงแตกหักง่าย ซึ่งสามารถสังเกตได้ด้วยดินสอ - "คุณสมบัติการเขียน" - ชั้นที่ 4 ยังคงอยู่บนกระดาษ

กราไฟท์เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม (อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ไปตามระนาบของชั้น)

โครงสร้างลูกโซ่มีออกไซด์ (เช่น ดังนั้น 3 ) ซึ่งตกผลึกในรูปของเข็มมันเงา โพลีเมอร์ สารอสัณฐานบางชนิด ซิลิเกต (แร่ใยหิน)