X-PDF

Типы кристаллических решеток

Поделиться статьей

Состав и строение молекул

Состав молекул приводится в виде химических формул. Химическая формула показывает, какие элементы и в каком количестве входят в состав данной молекулы (химического соединения). Следует различать простейшую и истинную формулу вещества. Простейшая формула показывает наименьшие целочисленные количества элементов в молекуле. Состав молекулы определяется валентностями элементов в данной молекуле. Например, формулы гидридов для элементов второго периода имеют следующий состав:

Li(I)Н(I), Ве(II)Н2, В(III)Н3, С(IV)Н4, N(III)Н3, Н2О(II), НF(I).

Строение молекул определяется строением атомов, входящих в состав данной молекулы, и геометрией орбиталей, образовавших химические связи. Строение молекул воды, аммиака и метана приведено далее на рисунке 16.1.

Если атом образует несколько связей с участием различных орбиталей, то может происходить такое явление, как гибридизация атомных орбиталей.

Гибридизацияэто выравнивание формы и энергии различных орбиталей при образовании ковалентной связи.

Разберем данный вопрос на примере гибридизации орбиталей атома углерода в молекуле метана (СН4). На рисунке 14.1 приведены четыре орбитали атома углерода и показаны формы четырех гибридных орбиталей. Так как в гибридизации участвуют одна s- и три p-орбитали, возникают четыре sp3-гибридные орбитали.

 

109о 28?

s-, px-, py-, pz— орбитали атома углерода четыре sp3-гибридные орбитали

Рисунок 14.1 – sp3-гибридизация валентных орбиталей углерода

Четыре гибридные орбитали углерода располагаются симметрично относительно друг от друга. В результате этого молекула метана имеет форму правильного тетраэдра, у которого в центре находится атом C, а в вершинах – атомы H. Углы между всеми связями равны и составляют 109°28.

Кристаллическая структура вещества характеризуется правильным (регулярным) расположением частиц в строго определенных местах в кристалле. Точки, в которых размещены частицы, называются узлами кристаллической решетки. В зависимости от того, какой тип взаимодействия осуществляется между частицами, занимающими узлы в кристаллической решетке, различают четыре типа кристаллических решеток: атомная, ионная, металлическая и молекулярная.

Атомная кристаллическая решёткапостроена из атомов, соединенных между собой прочными ковалентными связями. Данные кристаллы обладают высокой температурой плавления и низкой тепло- и электропроводностью. Являются крайне твердыми, но хрупкими веществами. Например, алмаз.

Представленная информация была полезной?
ДА
58.69%
НЕТ
41.31%
Проголосовало: 990

Ионная кристаллическая решётка состоит из положительных и отрицательных ионов, между которыми действуют электростатические силы. Температуры плавления ионных кристаллов выше, чем атомных и молекулярных. Такие кристаллы образуются между элементами с сильно различающимися электроотрицательностями. Например, NaCl.

Металлическая кристаллическая решетка – содержитв уз­лах кристаллической решётки ионы металла и свободные электроны, принадлежащие всему кристаллу металла. Взаимодействие между ионами металла и свободными электронами обеспечивает прочную металлическую связь. Свободные электроны могут свободно перемещаться в объёме кристалла, поэтому их иногда называют «электронным газом». Наличие электронов, свободно перемещающихся по всему кристаллу металла, объясняет такие характерные для металлов свойства, как высокие электро- и теплопроводность, пластичность.

Молекулярная кристаллическая решетка образуется между неполярными или слабополярными молекулами. Поскольку силы взаимодействия между молекулами в этих решетках являются слабыми, такие вещества плавятся при низких температурах. Большая часть веществ, которые при комнатной температуре находятся в жидком и газообразном состоянии, при низких температурах образуют молекулярные кристаллы. Например, СН4, СО2 и др. Энергия межмолекулярного взаимодействия меньше водородной связи и составляет примерно 2÷20 кДж/моль.

В 1873 г. голландский ученый Ван-дер-Ваальс объяснил природу сил, обуславливающих притяжение между отдельными молекулами.

Межмолекулярные взаимодействия делятся на:

ориентационные – возникают между полярными молекулами.

При сближении полярных молекул они ориентируются таким образом, чтобы положительная сторона одного диполя была ориентирована к отрицательной стороне другого диполя (рисунок 15.1).

         
Рисунок 15.1– Ориентационное взаимодействие

– индукционные – возникают между полярными и неполярными молекулами. Полярные молекулы индуцируют на неполярных диполи, которые затем электростатически взаимодействуют друг с другом (рисунок 15.2).

 

           
Рисунок 15.2 – Индукционное взаимодействие – дисперсионные – возникают между неполярными молекулами. В любой неполярной молекуле или атоме благородного газа возникают флуктуации электрической плотности, в результате чего появляются мгновенные диполи, которые в свою очередь индуцируют диполи у соседних молекул. Образовавшиеся диполи взаимодействуют (рисунок 15.3).  
         
Рисунок 15.3 – Дисперсионное взаимодействие                
   
                         

Часть вторая. ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ


Поделиться статьей
Автор статьи
Анастасия
Анастасия
Задать вопрос
Эксперт
Представленная информация была полезной?
ДА
58.69%
НЕТ
41.31%
Проголосовало: 990

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram

ОБРАЗЦЫ ВОПРОСОВ ДЛЯ ТУРНИРА ЧГК

Поделиться статьей

Поделиться статьей(Выдержка из Чемпионата Днепропетровской области по «Что? Где? Когда?» среди юношей (09.11.2008) Редакторы: Оксана Балазанова, Александр Чижов) [Указания ведущим:


Поделиться статьей

ЛИТЕЙНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Поделиться статьей

Поделиться статьейЛитейные дефекты — понятие относительное. Строго говоря, де­фект отливки следует рассматривать лишь как отступление от заданных требований. Например, одни


Поделиться статьей

Введение. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси

Поделиться статьей

Поделиться статьей1. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси. Специфика периода феодальной раздробленности –


Поделиться статьей

Нравственные проблемы современной биологии

Поделиться статьей

Поделиться статьейЭтические проблемы современной науки являются чрезвычайно актуальными и значимыми. В связи с экспоненциальным ростом той силы, которая попадает в


Поделиться статьей

Семейство Первоцветные — Primulaceae

Поделиться статьей

Поделиться статьейВключает 30 родов, около 1000 видов. Распространение: горные и умеренные области Северного полушария . многие виды произрастают в горах


Поделиться статьей

Вопрос 1. Понятие цены, функции и виды. Порядок ценообразования

Поделиться статьей

Поделиться статьейЦенообразование является важнейшим рычагом экономического управления. Цена как экономическая категория отражает общественно необходимые затраты на производство и реализацию туристского


Поделиться статьей

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram
Заявка
на расчет