USE kodifitseerija teemad: Molekulaarse ja mittemolekulaarse struktuuriga ained. Kristallvõre tüüp. Ainete omaduste sõltuvus nende koostisest ja struktuurist.

Molekulaarkineetiline teooria

Kõik molekulid koosnevad väikestest osakestest, mida nimetatakse aatomiteks. Kõik praegu avastatud aatomid on kogutud perioodilisustabelisse.

Atom on aine väikseim keemiliselt jagamatu osake, mis säilitab oma keemilised omadused. Aatomid ühenduvad üksteisega keemilised sidemed. Oleme varem kaalunud a. Enne selle artikliga tutvumist uurige kindlasti teooriat teemal: Keemiliste sidemete tüübid!

Nüüd vaatame, kuidas osakesed saavad aines ühineda.

Sõltuvalt osakeste paiknemisest üksteise suhtes võivad nendest moodustuvate ainete omadused suuresti erineda. Seega, kui osakesed asuvad üksteisest eemal kaua eemal(osakeste vaheline kaugus on palju suurem kui osakeste endi suurus), nad praktiliselt ei suhtle üksteisega, nad liiguvad ruumis juhuslikult ja pidevalt, siis on meil tegemist gaas .

Kui osakesed paiknevad Sulgeüksteisele, kuid kaootiliselt, rohkem omavahel suhelda, teeb ühes asendis intensiivseid võnkuvaid liigutusi, kuid suudab hüpata teise asendisse, siis on see struktuuri mudel vedelikud .

Kui osakesed paiknevad Sulgeüksteisele, aga rohkemgi korrastatud, ja rohkem suhelda omavahel, kuid liiguvad ainult ühes tasakaaluasendis, praktiliselt ilma teise liikumata positsiooniga, millega me tegeleme tahke .

Enamik tuntud kemikaale ja segusid võivad esineda tahkes, vedelas ja gaasilises olekus. Lihtsaim näide on vesi. Tavatingimustes on see vedel, 0 o C juures külmub - läheb vedelast olekust üle tahke, ja 100 ° C juures keeb - läheb sisse gaasifaas- veeaur. Samal ajal on paljud ained tavatingimustes gaasid, vedelikud või tahked ained. Näiteks õhk, lämmastiku ja hapniku segu, on tavatingimustes gaas. Kuid kõrgel rõhul ja madalal temperatuuril lämmastik ja hapnik kondenseeruvad ja lähevad vedelasse faasi. Tööstuses kasutatakse aktiivselt vedelat lämmastikku. Mõnikord isoleeritud plasma, sama hästi kui vedelkristallid, eraldi faasidena.

Üksikute ainete ja segude paljusid omadusi seletatakse sellega osakeste vastastikune paigutus ruumis üksteise suhtes!

See artikkel kaalub tahkete ainete omadused, olenevalt nende struktuurist. Tahkete ainete peamised füüsikalised omadused: sulamistemperatuur, elektrijuhtivus, soojusjuhtivus, mehaaniline tugevus, plastilisus jne.

Sulamistemperatuur on temperatuur, mille juures aine muutub tahkest olekust vedelaks ja vastupidi.

on aine võime deformeeruda purunemata.

Elektrijuhtivus on aine võime juhtida voolu.

Vool on laetud osakeste järjestatud liikumine. Seega saavad voolu juhtida ainult ained, milles see on laetud osakeste liikumine. Voolujuhtimise võime järgi jagunevad ained juhtideks ja dielektrikuteks. Juhid on ained, mis võivad juhtida voolu (st sisaldavad liikuvaid laetud osakesi). Dielektrikud on ained, mis praktiliselt ei juhi voolu.

Tahkes aines võivad aine osakesed paikneda kaootiliselt, või korrapärasem umbes. Kui tahke aine osakesed paiknevad ruumis kaootiliselt, nimetatakse ainet amorfne. Amorfsete ainete näited - kivisüsi, vilgukivi klaas.

Kui tahke aine osakesed paiknevad ruumis korrapäraselt, s.o. vorm korduvad kolmemõõtmelised geomeetrilised struktuurid, nimetatakse sellist ainet kristall ja struktuur ise kristallvõre . Enamik meile teadaolevatest ainetest on kristallid. Osakesed ise asuvad sõlmed kristallvõre.

Kristallseid aineid eristavad eelkõige osakestevahelise keemilise sideme tüüp kristallis - aatom, molekulaarne, metalliline, ioonne; kristallvõre kõige lihtsama raku geomeetrilise kuju järgi - kuup-, kuusnurkne jne.

Sõltuvalt sellest, osakeste tüüp, mis moodustavad kristallvõre , eristama aatomi-, molekulaar-, ioon- ja metallikristallstruktuur .

Aatomikristallvõre

Aatomkristallvõre tekib siis, kui neid on aatomid. Aatomid on omavahel ühendatud kovalentsed keemilised sidemed. Sellest lähtuvalt on selline kristallvõre väga vastupidav, seda pole lihtne hävitada. Aatomikristallvõre võivad moodustada kõrge valentsiga aatomid, s.t. suure hulga sidemetega naaberaatomitega (4 või enam). Reeglina on need mittemetallid: lihtsad ained - räni, boor, süsinik (teemanti, grafiidi allotroopsed modifikatsioonid) ja nende ühendid (boorsüsinik, räni(IV)oksiid jne)..). Kuna mittemetallide vahel tekib valdavalt kovalentne keemiline side, vabad elektronid(nagu ka muud laetud osakesed) aatomkristallvõrega ainetes enamikul juhtudel ei. Seetõttu on need ained tavaliselt juhivad elektrit väga halvasti, s.t. on dielektrikud. Need on üldised mustrid, millest on mitmeid erandeid.

Osakeste vaheline suhtlus aatomikristallides: .

Kristalli sõlmedes aatomkristallstruktuuriga aatomid.

Faasi olek aatomikristallid normaalsetes tingimustes: reeglina tahked ained.

Ained, mis moodustavad tahkes olekus aatomkristalle:

1. Lihtsad ained kõrge valentsus (asub perioodilise tabeli keskel): boor, süsinik, räni jne.
2. Nendest mittemetallidest moodustuvad komplekssed ained: ränidioksiid (ränioksiid, kvartsliiv) SiO 2 ; ränikarbiid (korund) SiC; boorkarbiid, boornitriid jne.

Aatomkristallvõrega ainete füüsikalised omadused:

— tugevus;

- tulekindlus (kõrge sulamistemperatuur);

- madal elektrijuhtivus;

- madal soojusjuhtivus;

— keemiline inertsus (mitteaktiivsed ained);

- lahustumatus lahustites.

Molekulaarkristallvõre on võre, mille sõlmed on molekulid. hoiavad molekule kristallis molekulidevahelise tõmbejõu nõrgad jõud (van der Waalsi väed, vesiniksidemed või elektrostaatiline külgetõmme). Sellest lähtuvalt on selline kristallvõre reeglina üsna lihtne hävitada. Molekulaarse kristallvõrega ained - habras, habras. Mida suurem on molekulide vaheline tõmbejõud, seda kõrgem on aine sulamistemperatuur. Molekulaarse kristallvõrega ainete sulamistemperatuurid ei ole reeglina kõrgemad kui 200-300K. Seetõttu eksisteerib tavatingimustes enamik molekulaarse kristallvõrega aineid kujul gaasid või vedelikud. Molekulaarkristallvõre moodustub reeglina tahkel kujul hapete, mittemetallide oksiidide, muude mittemetallide binaarsete ühendite, lihtsate ainete abil, mis moodustavad stabiilseid molekule (hapnik O 2, lämmastik N 2, vesi H 2 O jne), orgaanilised ained. Reeglina on need ained, millel on kovalentne polaarne (harva mittepolaarne) side. Sest elektronid osalevad keemilistes sidemetes, molekulaarse kristallvõrega ained - dielektrikud, halvad soojusjuhid.

Osakeste vaheline suhtlus molekulaarsetes kristallides: m molekulidevahelised, elektrostaatilised või molekulidevahelised tõmbejõud.

Kristalli sõlmedes paigutatud molekulaarse kristallstruktuuriga molekulid.

Faasi olek molekulaarsed kristallid normaalsetes tingimustes: gaasid, vedelikud ja tahked ained.

Ained, moodustub tahkes olekus molekulaarsed kristallid:

1. Lihtsad mittemetallilised ained, mis moodustavad väikeseid tugevaid molekule (O2, N2, H2, S8 ja teised);
2. Keerulised ained (mittemetallide ühendid) kovalentsete polaarsete sidemetega (välja arvatud räni ja boori oksiidid, räni ja süsiniku ühendid) - vesi H 2 O, vääveloksiid SO 3 jne.
3. Monatoomilised haruldased gaasid (heelium, neoon, argoon, krüptoon ja jne);
4. Enamik orgaanilisi aineid, millel ei ole ioonseid sidemeid — metaan CH 4, benseen C 6 H 6 jne.

Füüsikalised omadused molekulaarse kristallvõrega ained:

- sulavus (madal sulamistemperatuur):

— kõrge kokkusurutavus;

- molekulaarsed kristallid tahkel kujul, samuti lahustes ja sulatistes ei juhi voolu;

- faasiolek normaaltingimustes - gaasid, vedelikud, tahked ained;

— kõrge volatiilsus;

- madal kõvadus.

Iooniline kristallvõre

Kui kristalli sõlmedes on laetud osakesi - ioonid, saame rääkida ioonkristallvõre . Reeglina vahelduvad ioonsed kristallid positiivsed ioonid(katioonid) ja negatiivsed ioonid(anioonid), nii et osakesed kristallis jäävad alles elektrostaatilise külgetõmbe jõud . Olenevalt kristalli tüübist ja kristalli moodustavate ioonide tüübist võivad sellised ained olla päris tugev ja sitke. Tahkes olekus ioonkristallides reeglina liikuvaid laetud osakesi ei ole. Kuid kui kristall on lahustunud või sulanud, eralduvad ioonid ja võivad liikuda välise elektrivälja toimel. Need. juhivad voolu ainult lahustes või sulades ioonsed kristallid. Ioonkristallvõre on iseloomulik ainetele, millel on ioonne keemiline side. Näited selliseid aineid soola NaCl kaltsiumkarbonaat- CaCO 3 jne. Ioonkristallvõre moodustub reeglina tahkes faasis metallide ja mittemetallide soolad, alused, samuti metallioksiidid ja kahekomponentsed ühendid.

Osakeste vaheline suhtlus ioonkristallides: .

Kristalli sõlmedes ioonvõrega ioonid.

Faasi olek ioonkristallid normaaltingimustes: tavaliselt tahked ained.

Keemilised ained ioonkristallvõrega:

1. Soolad (orgaanilised ja anorgaanilised), sealhulgas ammooniumisoolad (näiteks, ammooniumkloriid NH4Cl);
2. alused;
3. metallioksiidid;
4. Binaarsed ühendid, mis sisaldavad metalle ja mittemetalle.

Ioonse kristallstruktuuriga ainete füüsikalised omadused:

- kõrge sulamistemperatuur (tulekindel);

- ioonkristallide lahused ja sulamid - voolujuhid;

- enamus ühendeid lahustuvad polaarsetes lahustites (vees);

- tahke faasi enamikus ühendites normaaltingimustes.

Ja lõpuks, metalle iseloomustab eriline ruumiline struktuur - metallist kristallvõre, mis on tingitud metalliline keemiline side . Metalli aatomid hoiavad valentselektrone üsna nõrgalt. Metallist moodustatud kristallis toimuvad samaaegselt järgmised protsessid: mõned aatomid loovutavad elektrone ja muutuvad positiivselt laetud ioonideks; need elektronid liiguvad kristallis juhuslikult; osa elektrone tõmbab ioonide poole. Need protsessid toimuvad samaaegselt ja juhuslikult. Sellel viisil, ioonid ilmuvad , nagu ioonse sideme moodustamisel ja moodustuvad ühised elektronid nagu kovalentse sideme tekkimisel. Vabad elektronid liiguvad juhuslikult ja pidevalt kogu kristalli ruumala ulatuses, nagu gaas. Seetõttu nimetatakse neid mõnikord elektrongaas ". Suure hulga mobiilsete laetud osakeste, metallide olemasolu tõttu juhtida elektrit, soojust. Metallide sulamistemperatuur on väga erinev. Samuti iseloomustatakse metalle omapärane metalliline läige, vormitavus, st. võime muuta kuju ilma hävitamiseta tugeva mehaanilise pinge all, tk. keemilised sidemed ei katke.

Osakeste vaheline suhtlus : .

Kristalli sõlmedes metallrestiga metalliioonid ja aatomid.

Faasi olek metallid tavatingimustes: tavaliselt tahked ained(erand - elavhõbe, vedelik tavatingimustes).

Keemilised ained metallist kristallvõrega - lihtained - metallid.

Metallkristallvõrega ainete füüsikalised omadused:

- kõrge soojus- ja elektrijuhtivus;

- vormitavus ja plastilisus;

- metalliline läige;

— metallid on üldiselt lahustites lahustumatud;

Enamik metalle on tavatingimustes tahked.

Erinevate kristallvõredega ainete omaduste võrdlus

Kristallvõre tüüp (või kristallvõre puudumine) võimaldab hinnata aine põhilisi füüsikalisi omadusi. Erinevate kristallvõredega ühendite tüüpiliste füüsikaliste omaduste ligikaudseks võrdlemiseks on väga mugav kasutada kemikaale iseloomulikud omadused. Näiteks molekulaarvõre jaoks süsinikdioksiid, aatomi kristallvõre jaoks - teemant, metalli jaoks - vask ja ioonse kristallvõre jaoks - soola, naatriumkloriid NaCl.

Periooditabeli põhialarühmade keemiliste elementide moodustatud lihtainete struktuuride koondtabel (sekundaarsete alarühmade elemendid on metallid, seetõttu on neil metalliline kristallvõre).

Lõplik tabel ainete omaduste ja struktuuri seoste kohta:

Ülesanded kommentaaride ja lahendustega

Näide 17. Igal kahel ainel on molekulaarne kristallvõre:

1) grafiit ja teemant

2) räni ja jood

3) kloor ja süsinikoksiid (IV)

4) baariumkloriid ja baariumoksiid

Sõltuvalt osakeste tüübist ja nendevahelise seose olemusest eristatakse nelja tüüpi kristallvõresid: ioonseid, aatom-, molekulaarseid ja metallilisi. Teemandi ja räni kristallvõre sõlmedes on aatomid, mis on omavahel ühendatud tugevate kovalentsete sidemetega. Ained baariumkloriid ja baariumoksiid moodustuvad ioonsideme tüübi järgi. Kristallvõred, mille sõlmedes on molekulid (polaarsed ja mittepolaarsed), nimetatakse molekulaarseteks. Ainult klooril, mille molekuli moodustab kovalentne mittepolaarne side, ja süsinikmonooksiidil (IV), mille molekuli iseloomustab kovalentne polaarne side, on molekulaarne kristallvõre.

Näide 18. Teemandi ja grafiidi kristallvõre

1) tuumaenergia

2) metallist

4) molekulaarne

Lihtsatel ainetel – süsiniku allotroopsetel sortidel – ei saa olla ioonset struktuuri. Mittemetallist süsiniku jaoks ei ole võimalik ka metallvõre. Lõpuks jätame molekulaarvõre välja, kuna ei teemant ega grafiit ei moodusta isoleeritud molekule. Teemandi ja grafiidi kristallvõre on aatomiline.

Näide 19. Mittemolekulaarne struktuur on

1) fullereen

4) süsinikdioksiid

Fullereen – süsiniku allotroopne modifikatsioon – koosneb üksikutest C 60 ja C 70 molekulidest, s.o. on molekulaarstruktuur. Veel ja süsihappegaasil on ka molekulaarne struktuur. Need koosnevad vastavalt H 2 O ja CO 2 molekulidest. Eliminatsioonimeetodi abil jõuame järeldusele, et teemandil on mittemolekulaarne struktuur. Tõepoolest, teemandi kõrge kõvadus ja kõrge sulamistemperatuur annavad tunnistust selle aine mittemolekulaarsest olemusest. Teemandi kristallvõre on aatom.

Ülesanded iseseisvaks tööks

50. Molekulaarse struktuuriga ained on

2) süsinikoksiid (II)

4) räni(IV)oksiid

5) raud(III)oksiid

51. Molekulaarstruktuuriga ained on

3) C3H7OH

52. neil on ioonne kristallvõre

2) äädikhape

3) lauasool

5) sahharoos

53. Molekulaarstruktuuril on

54.

3) vesinikoksiid

4) kaaliumoksiid

5) ränioksiid

55. Molekulaarstruktuuril on

2) alumiiniumoksiid

3) valge fosfor

5) kaaliumbromiid

56. Molekulaarstruktuuril on

1) lauasool

2) ränidioksiid

3) glütseriin

5) sinine vitriool

57. Molekulaarstruktuuril on

58. Neil on mittemolekulaarne struktuur

59. neil on ioonne kristallvõre

2) tseesiumkloriid

3) fosfor(III)kloriid

4) süsinikoksiid (II)

5) naatriumoksiid

60. Naatriumsulfaadi kristallvõre

2) molekulaarne

3) metall

4) tuumaenergia

61. Grafiidil on kristallvõre

Ainete omaduste sõltuvus molekulide struktuurist

Avatud mõtete õppetund

Eesmärgid. Hariduslik – kinnistada ja süvendada õpilaste teadmisi keemilise struktuuri teooriast, selle põhisätetest.
Hariduslik- soodustada põhjus-tagajärg seoste ja suhete teket.
Hariduslik- mõtlemisoskuse arendamine, oskus kanda teadmisi ja oskusi uutesse olukordadesse.
Seadmed ja reaktiivid. Palli ja pulga mudelite komplekt; loodusliku ja sünteetilise kautšuki, dietüüleetri, butanooli, etanooli, fenooli, liitiumi, naatriumi, lakmuslahuse, broomivee, sipelg- ja äädikhappe proovid.
Moto."Igal ainel - kõige lihtsamast kuni keerukaima - on kolm erinevat, kuid omavahel seotud külge - omadus, koostis, struktuur."(V.M. Kedrov).

TUNNIDE AJAL

Mida mõeldakse sõltuvuse mõiste all? (Õpilaste arvamuse saamiseks).
Kirjutage tahvlile definitsioon: „Sõltuvus on
1) ühe nähtuse seos teisega tagajärjena põhjusega;
2) allumine teistele iseseisvuse, vabaduse puudumisel ”(S.I. Ožegovi sõnaraamat).

Määratleme koos tunni eesmärgid, koostades diagrammi:

Motivatsiooni-orienteerumise blokk

Intellektuaalne soojendus

Tehke kindlaks allolevate väidete õigsus ja toetage oma vastuseid näidetega.

Keemilise struktuuri teooria avastas D.I. Mendelejev.
Vastus. A. M. Butlerov, 1861

Süsiniku valents orgaanilistes ühendites võib olla II ja IV.
Vastus. Süsiniku valents on kõige sagedamini IV.

Orgaaniliste ainete molekule moodustavad aatomid on seotud juhuslikult, valentsust arvestamata.
Vastus. Molekulides on aatomid ühendatud teatud järjestuses vastavalt nende valentsile.

Ainete omadused ei sõltu molekulide struktuurist.
Vastus. Butlerov väitis keemilise struktuuri teoorias, et orgaaniliste ühendite omadused on määratud nende molekulide koostise ja struktuuriga.

Operatiiv-täitevplokk

Ruumilise struktuuri tegur

Mida teate alkaanide ja alkeenide molekulide ruumilisest struktuurist?
Vastus. Alkaanides on igal süsinikul neli naaberaatomit, mis asuvad tetraeedri tippudes. Süsinik ise asub tetraeedri keskel. Süsinikuaatomi hübridisatsiooni tüüp - sp 3, sidemetevahelised nurgad (Н–С–С, Н–С–Н, С–С–С) - 109°28". Süsinikahela struktuur on siksakiline.
Alkeenides on kaks kaksiksidemega seotud süsinikuaatomit ja neli aatomit, mis on nendega seotud üksiksidemetega, samas tasapinnas. Aatomite hübridisatsiooni tüüp - sp 2, nurgad sidemete vahel (Н–С=С, C–С=С) - 120°.

Pidage meeles, mis vahe on loodusliku kautšuki ja sünteetilise kautšuki molekulide ruumilisel struktuuril.
Vastus. Looduslikul kummil, isopreeni lineaarsel polümeeril, on struktuur cis-1,4-polüisopreen. Sünteetilisel kummil võib olla struktuur transs-1,4-polüisopreen.

Kas nende kummide elastsus on sama?
Vastus. Tsisform on paindlikum kui teisendus. Loodusliku kautšuki molekulid on pikemad ja elastsemalt keerdunud (kõigepealt spiraaliks ja seejärel kuuliks) kui sünteetilise kummi molekulid.

Tärklis (C 5 H 10 O 5) m on valge amorfne pulber ja tselluloos (C 5 H 10 O 5) n on kiuline aine.
Mis on selle erinevuse põhjus?
Vastus. Tärklis on glükoosi polümeer, tselluloos aga glükoosi polümeer.

Kas tärklise ja tselluloosi keemilised omadused on erinevad?
Vastus. Tärklis + I 2 sinine lahus,
tselluloos + HNO 3 nitrotselluloos.

Järeldus. Nii füüsikalised kui keemilised omadused sõltuvad ruumilisest struktuurist.

Keemilise struktuuri tegur

Mis on keemilise struktuuri teooria põhiidee?
Vastus. Keemiline struktuur peegeldab ainete omaduste sõltuvust aatomite ühendusjärjekorrast ja nende vastastikmõjust.

Tehke kindlaks, mis ainetel on ühist:

Vastus. Ühend.

Võrrelge nende ainete füüsikalisi omadusi. Milles näete selle erinevuse põhjust?
Tehke keemilise sideme elektrontiheduse jaotuse põhjal kindlaks, milline molekul on polaarsem? Millega see seotud on?
Vastus. – OH vesinikside.

Demokatse

Järeldus. Alkoholi reaktsioonivõime määrab molekulis olevate aatomite vastastikune mõju.

Elektroonilise struktuuri tegur

Mis on aatomite vastastikuse mõju olemus?
Vastus. Vastastikune mõju seisneb aatomite elektronstruktuuride vastasmõjus, mis toob kaasa keemiliste sidemete elektrontiheduse nihke.

Laboratoorsed tööd

Õpetaja. Teie töölaudadel on laborikomplektid. Täida ülesanne ja tõesta eksperimentaalselt ainete omaduste sõltuvust elektronstruktuurist. Paaris töötama. Järgige rangelt ohutusnõudeid.
Variant I. Viige läbi etanooli ja fenooli keemiliste omaduste uuring. Tõesta nende reaktsioonivõime sõltuvust elektronstruktuurist. Kasutage reagente – metallilist liitium- ja broomivett. Koostage võimalike reaktsioonide võrrandid. Näidake keemilise sideme elektrontiheduse nihet molekulides.
II variant. Selgitage karboksüülrühma -COOH ja karbonüülsüsiniku juures oleva asendaja vastastikuse mõju olemust karboksüülhapete molekulides. Vaatleme sipelg- ja äädikhappe näidet. Kasutage lakmuslahust ja liitiumi. Kirjutage reaktsioonivõrrandid. Näidake keemilise sideme elektrontiheduse nihet molekulides.

Järeldus. Keemilised omadused sõltuvad aatomite vastastikusest mõjust.

Teadmiste lõplik kontroll

Õpetaja. Võtame oma õppetunni kokku. Oleme kinnitanud, et ainete omadused sõltuvad ruumilisest keemilisest ja elektroonilisest struktuurist.
1. Valemid HCOOH, C 6 H 5 OH ja C 4 H 9 COOH kirjutavad ainete happeliste omaduste kasvavas järjekorras.
2. Järjesta valemid CH 3 COOH, C 3 H 7 COOH, CH 3 OH, ClCH 2 COOH ainete happeliste omaduste kahanevas järjekorras.
3. Millises aldehüüdis on:

aktiivsem aldehüüdrühm? Miks?
Hinda oma tööd klassis.

L.A. EREMINA,
24. kooli keemiaõpetaja
(Abakan, Hakassia)

Test A6 Molekulaarse ja mittemolekulaarse struktuuriga ained. Kristallvõre tüüp. Ainete omaduste sõltuvus nende koostisest ja struktuurist. 1. Kaltsiumkloriidi kristallvõre 1) ioonne 2) molekulaarne 3) metalliline 4) aatom 2. Molekulaarses struktuuris on 1) elavhõbe 2) broom 3) naatriumhüdroksiid 4) kaaliumsulfaat 3. Aatom on struktuurne osake kristallvõre 1) metaan 2 ) vesinik 3) hapnik 4) räni 4. Ained, millel on kõvadus, sulanduv, hästi vees lahustuvus, on reeglina kristallvõre: 1) molekulaarne 2) aatom 3) ioonne 4) metalliline 5 Molekulaarkristallvõres on 1) HBr 2) K2O 3) BaO 4) KCl 6. Aatomkristallvõrega ained 1) väga kõvad ja tulekindlad 2) rabedad ja sulavad 3) juhivad lahustes elektrivoolu 4) juhivad elektrivoolu sulab. 7. Molekulaarses kristallvõres on 1) Ca3P2 2) CO2 3) SO2 4) AlF3 8. Kõigil ainetel, mis asuvad seerias 1) naatrium, naatriumkloriid, naatriumhüdriid 2) kaltsium, kaltsiumoksiid, kaltsiumkarbonaat 3 on ioonkristallvõre ) naatriumbromiid, kaaliumsulfaat, raud(II)kloriid 4) magneesiumfosfaat, kaaliumkloriid, fosfor(V)oksiid 9. Grafiidi kristallvõre 1) ioonne 2) molekulaarne 3) aatom 4) metallid 10. kõvadusega, tulekindlusega , vees hästi lahustuv, reeglina on neil kristallvõre 1) molekulaarne 2) ioonne 3) aatom 4) metall 11. Molekulaarkristallvõres on 1) räni 2) süsinikmonooksiid (IV) 3) ränidioksiid 4) ammooniumnitraat 12. Halogeenide kristallvõre 1) aatom 2) ioonne 3) molekulaarne 4) metalliline 13. Aatomkristallvõrega ainete hulka kuuluvad 1) naatrium, fluor, vääveloksiid (IV) 2) plii, lämmastik hape, magneesiumoksiid 3) boor, teemant, ränikarbiid 4) kaalkloriid ioon, valge fosfor, jood 14. Molekulaarstruktuuris on 1) tsink 2) baariumnitraat 3) kaaliumhüdroksiid 4) vesinikbromiid 15. Ained on tahked, vastupidavad, kõrge sulamistemperatuuriga, mille sulamid juhivad elektrivoolu, on kristallvõre 1) metall 2 ) molekulaarne 3) aatom 4) ioonne 16. Ioonid on 1) hapniku 2) vee 3) süsinikmonooksiidi (IV) 4) naatriumkloriidi struktuursed osakesed 17. Kõik rühma 1 mittemetallid) süsinik, boor, räni 3) hapnik, väävel, lämmastik 2) fluor, broom, jood 4) kloor, fosfor, seleen 18. Teemandi struktuuriga sarnasel kristallstruktuuril on 1) ränidioksiid 2) naatriumoksiid 3) süsinikmonooksiid ( II) 4) valge fosfor P4 19. Aatom on struktuurne osake 1) metaani 2) vesiniku 3) hapniku 4) räni 20 kristallvõres. Mõlemal ainel on molekulaarne kristallvõre 1) grafiit ja teemant 2) räni ja jood 3) kloor ja süsinik. monooksiid (IV) 4) baariumkloriid ja baariumoksiid 21. Mõlemal ainel on aatomkristallvõre 1) ränioksiid (IV) ja süsinikoksiid (IV) 2) grafiit ja räni 3) kaaliumkloriid ja naatriumfluoriid 4) kloor ja jood 22. Molekulaarstruktuuris on 1) naatrium 2) fruktoos 3) naatriumfosfaat 4) naatriumoksiid teemant 4) vesinik, magneesiumsulfaat, raudoksiid (III) 24. Ränioksiid on tulekindel, vees ei lahustu. Selle kristallvõre on 1) aatomiline 2) molekulaarne 3) ioonne 4) metalliline 25. Sõltuvalt kristalli moodustavate osakeste olemusest ja nendevahelise vastasmõju jõudude iseloomust eristatakse nelja tüüpi kristallvõresid: 1) ioonne, aatom-, molekulaarne ja metalliline 2) ioonne, kovalentne, aatom- ja molekulaarne 3) metalliline, kovalentne, aatom- ja molekulaarne 4) ioonne, kuubikujuline, kolmnurkne ja kihiline 26. Jää kristallvõre: 1) aatomiline 2) molekulaarne 3) ioonne 4) metallilisel tahkel olekus on molekulaarne kristallvõre. 1) grafiit 2) naatrium 3) naatriumhüdroksiid 4) vesinik 28. Märkige aine, millel on tahkes olekus aatomkristallvõre: metalli kristallvõre iseloomustab kõrge ... 1) lahustuvus vees 2) aatomite elektronegatiivsus 3) lenduvus 4) elektrijuhtivus 30. Kristallilise aine moodustavad Na + ja OH- osakesed. Mis tüüpi kristallvõre see aine kuulub? 1) aatomiline 2) molekulaarne 3) ioonne 4) metalliline 31. Mõlemal ainel on mittemolekulaarne struktuur: 1) S8 ja O2 2) Fe ja NaCl 3) CO ja Mg 4) Na2CO3 ja I2 32. Aine molekulaarstruktuurist on 1) osoon 2) baariumoksiid 3) grafiit 4) kaaliumsulfiid 33. Lihtaine aatomkristallvõre: 1) teemant 2) vask 3) fluor 4) tina 34. Väide, et molekul on antud aine struktuurne osake kehtib ainult 1) teemandi 2) keedusoola 3) räni 4) lämmastiku 35. Ioonkristallvõres on 1) vesi 2) naatriumfluoriid 3) hõbe 4) broom 36. Lihtsad ained, millel on sama tüüpi kristallvõre, moodustuvad 1) väikeste perioodide 3) kõrvalalarühmade 2) põhialarühmade 4) suurte perioodide 37. Teemandi struktuuriga sarnasel kristallstruktuuril on: 1) ränidioksiid SiO2 2) naatrium oksiid Na2O 3) süsinik (II) CO 4) valge fosfor P4 38. Fosfiin PH3 on gaas. Selle kristallvõre on 1) aatomiline 2) molekulaarne 3) ioonne 4) metalliline 39. Kristallid koosnevad molekulidest. 1) suhkur 2) sool 3) teemant 4) hõbe 40. Vastupidiselt laetud ioonidest moodustuvad kristallid 1) suhkrust 2) naatriumhüdroksiidist 3) teemandist 4) hõbedast 41. Millised osakesed moodustavad naatriumnitraadi kristalli? 1) Na, N ja O aatomid 3) Na+, NO3+ 5+ ioonid 22) Na, N, O ioonid 4) NaNO3 molekulid 42. Hinnake hinnangute õigsust aine struktuuri ja omaduste seoste kohta. A. Molekulaarstruktuuriga ainete hulgas on normaalsetes tingimustes gaasilisi, vedelaid ja tahkeid. B. Aatomkristallvõrega ained on tavatingimustes tahked. 1) õige on ainult A 2) õige on ainult B 3) mõlemad hinnangud on õiged 4) mõlemad hinnangud on valed 43. Hinnake aine struktuuri ja omaduste seost käsitlevate otsuste õigsust: B. Kõigil tahketel ainetel on mittemolekulaarne struktuur 1) ainult A on tõene 2) ainult B on tõene 3) mõlemad hinnangud on õiged 4) mõlemad hinnangud on valed 44. Millised järgmistest väidetest on õiged: A. Ained, millel on molekul võredel on madal sulamistemperatuur ja madal elektrijuhtivus. B. Aatomvõrega ained on plastilised ja neil on kõrge elektrijuhtivus. 1) tõene on ainult A 2) tõene on ainult B 3) mõlemad otsused on õiged 4) mõlemad hinnangud on valed 45. Tee vastavus aine ja selle kristallvõre tüübi vahel. KRISTALVÕRE AINE TÜÜP 1) lauasool A) molekulaarne 2) hõbe B) ioonne 3) süsinikdioksiid C) aatom 4) grafiit D) metalliline 5) glükoos 46. Määrake vastavus kristallvõre tüübi ja ainete omaduste vahel . VÕREAINETE KRISTALLI OMADUSED A) ioonne 1) tahke, tulekindel, vees ei lahustu B) metalliline 2) rabe, sulav, ei juhi elektrivoolu C) aatomiline 3) plastiline, erineva sulamistemperatuuriga, juhib elektrivoolu D) molekulaarne 4 ) tahke, tulekindel, vees hästi lahustuv 47. Märkige seeria, mida iseloomustab keemilise sideme pikkuse vähenemine 1) SiCl4, MgCl2, AlCl3, NaCl 2) NaCl, MgCl2, SiCl4, AlCl3 3) NaCl , SiCl4, MgCl2, AlCl3 4) NaCl, MgCl2, AlCl3, SiCl4 48. Hinnake aine struktuuri ja omaduste vahelise seose kohta tehtud hinnangute õigsust. V. Kui kristallis olevate osakeste vahel on tugev keemiline side, siis aine aurustub kergesti. B. Kõikidel gaasidel on molekulaarne struktuur. 1) ainult A on tõene 2) ainult B on tõene 3) mõlemad otsused on õiged 4) mõlemad otsused on valed

7. loeng Ainete omaduste sõltuvus nende struktuurist. Keemiline side. Keemiliste sidemete peamised tüübid. Käsitletavad küsimused: 1. Aine organiseerituse tasemed. Struktuuri hierarhia. 2. Molekulaarse ja mittemolekulaarse struktuuriga ained. 3. Keemiliste struktuuride mitmekesisus. 4. Keemilise sideme tekkimise põhjused. 5. Kovalentne side: tekkemehhanismid, aatomiorbitaalide kattumise viisid, polaarsus, molekuli dipoolmoment. 6. Iooniline side. 7. Kovalentsete polaarsete ja ioonsete sidemete võrdlus. 8. Kovalentse polaarse ja ioonse sidemega ainete omaduste võrdlus. 9. Metallist ühendus. 10. Molekulidevahelised interaktsioonid.

Aine (üle 70 miljoni) Mida peate iga aine kohta teadma? 1. 2. 3. 4. 5. Valem (millest see koosneb) Struktuur (kuidas see töötab) Füüsikalised omadused Keemilised omadused Tootmismeetodid (laboratoorsed ja tööstuslikud) 6. Praktiline rakendus

Aine struktuuri hierarhia Kõik ained koosnevad aatomitest, kuid mitte kõik ei koosne molekulidest. Aatomi molekul Kõigile ainetele Ainult molekulaarstruktuuriga ainetele Nanotase Kõigi ainete jaoks Mahuline (makro)tase Kõigi ainete puhul Kõik 4 taset on keemia uurimisobjektiks

Ained Molekulaarne struktuur Mittemolekulaarne struktuur Koosnevad molekulidest Koosnevad aatomitest või ioonidest H 2 O, CO 2, HNO 3, C 60, peaaegu kõik org. ained Teemant, grafiit, Si. O 2, metallid, soolad Valem peegeldab molekuli koostist Valem peegeldab valemiühiku koostist

Ained Ränidioksiid Valemühik Si. O 2 Fersmani mineraalide muuseum asub Neskuchny aia sissepääsu lähedal. Aadress: Moskva, Leninski prospekt, 18, hoone 2.

Erinevad keemilised struktuurid. propellaan C 5 H 6 koroneen (superbenseen) C 24 H 12 kavitand C 36 H 32 O 8

Molekul on stabiilne süsteem, mis koosneb mitmest aatomituumast ja elektronist. Aatomid ühinevad molekulideks, moodustades keemilisi sidemeid. Aatomitest molekuli moodustumise peamine liikumapanev jõud on koguenergia vähenemine. Molekulidel on geomeetriline kuju, mida iseloomustavad tuumade vahelised kaugused ja sidemetevahelised nurgad.

Peamised keemilise sideme liigid: 1. Ioonsed 2. Kovalentsed 3. Metallilised Peamised molekulidevahelised vastasmõjud: 1. Vesiniksidemed 2. Van der Waalsi sidemed

Iooniline side Kui sideme moodustavad järsult erinevate elektronegatiivsusväärtustega aatomid (ΔEER ≥ 1,7), on jagatud elektronide paar peaaegu täielikult nihkunud elektronegatiivsema aatomi poole. Na Cl OEO 0,9 3,16 ∆ 2,26 + Na anioon: Cl. Katioon Ioonide vahelist keemilist sidet, mis tekib nende elektrostaatilise külgetõmbe tõttu, nimetatakse iooniliseks.

Iooniline side Coulombi potentsiaal on sfääriliselt sümmeetriline, suunatud igas suunas, mistõttu ioonside ei ole suunatud. Coulombi potentsiaalil ei ole lisatud vastasioonide arvule piiranguid – seetõttu on ioonne side küllastumatu.

Ioonsed sidemed Ioonsete sidemetega ühendid on tahked, hästi lahustuvad polaarsetes lahustites ning neil on kõrge sulamis- ja keemistemperatuur.

Ioonilise sideme kõver I: ioonide külgetõmme, kui need oleksid punktlaengud. Kõver II: tuumade tõrjumine ioonide tugeva lähenemise korral. Kõver III: kõveral olev minimaalne energia E 0 vastab ioonipaari tasakaaluolekule, milles elektronide tõmbejõud tuumadele kompenseeritakse tuumade omavaheliste tõukejõududega kaugusel r 0,

Keemiline side molekulides Keemilist sidet molekulides saab kirjeldada kahe meetodi abil: - valentssidemete meetod, MVS - molekulaarorbitaalide meetod, MMO

Valentssidemete meetod Heitleri-Londoni teooria VS-meetodi põhisätted: 1. Side moodustub kahe vastassuunaliste spinnidega elektroni poolt, kusjuures lainefunktsioonid kattuvad ja elektronide tihedus tuumade vahel suureneb. 2. Side on lokaliseeritud elektronide Ψ-funktsioonide maksimaalse kattumise suunas. Mida tugevam on kattuvus, seda tugevam on side.

Vesinikumolekuli tekkimine: H+ + H → H: H Kahe aatomi lähenemisel tekivad tõmbe- ja tõukejõud: 1) külgetõmbejõud: naaberaatomite "elektron-tuum"; 2) tõrjumine: naaberaatomite "tuum-tuum", "elektron-elektron".

Keemilist sidet, mis tekib jagatud elektronpaaride kaudu, nimetatakse kovalentseks sidemeks. Ühise elektronpaari saab moodustada kahel viisil: 1) kahe paaritu elektroni liitumise tulemusena: 2) ühe aatomi (doonori) jagamata elektronipaari ja teise aatomi tühja orbitaali sotsialiseerumise tulemusena ( vastuvõtja). Kaks kovalentse sideme moodustumise mehhanismi: vahetus ja doonor-aktseptor.

Aatomiorbitaalide kattumise viisid kovalentse sideme tekkimisel Kui sideme maksimaalse elektrontiheduse moodustumine toimub piki aatomite (tuumade) keskpunkte ühendavat joont, siis sellist kattumist nimetatakse σ-sidemeks:

Aatomiorbitaalide kattumise viisid kovalentse sideme tekkimisel Kui sideme maksimaalse elektrontiheduse moodustumine toimub mõlemal pool aatomite (tuumade) keskpunkte ühendavat joont, siis nimetatakse seda kattumist π-sidemeks:

Polaarne ja mittepolaarne kovalentne side 1) Kui sideme moodustavad identsed aatomid, jaotub kaheelektroniline sidemepilv ruumis sümmeetriliselt nende tuumade vahel – sellist sidet nimetatakse mittepolaarseks: H 2, Cl 2, N 2 2) kui sideme moodustavad erinevad aatomid, nihkub sidemepilv elektronegatiivsema aatomi poolele – sellist sidet nimetatakse polaarseks: HCl, NH 3, CO 2.

Polaarne kovalentne side Sideme dipoolmoment Dipool H+δCl-δ või H+0, 18 Cl-0, 18 +δ -δ Kus ±δ on aatomi efektiivne laeng, elektroni absoluutlaengu osa. Mitte segi ajada oksüdatsiooniastmega! l Efektiivse laengu ja dipooli pikkuse korrutist nimetatakse dipooli elektrimomendiks: μ = δl See on vektorsuurus: see on suunatud positiivselt laengult negatiivsele.

Polaarne kovalentne side Molekuli dipoolmoment on võrdne sideme dipoolmomendi vektorite summaga, võttes arvesse jagamata elektronpaare. Dipoolmomendi ühik on Debye: 1 D = 3,3 10 -30 C m.

Polaarne kovalentne side Molekuli dipoolmoment Korrutis μ = δl on mõlemad suurused vastassuunalised. Seetõttu on vaja hoolikalt jälgida μ muutuse põhjust. Näiteks Cs. F Cs. Cl 24 31 δ “kadunud” l Cs. I HF HCl HBr HI 37 5, 73 3, 24 2, 97 1, 14 vastupidi

Polaarne kovalentne side Molekuli dipoolmoment Kas molekul võib olla mittepolaarne, kui kõik selles olevad sidemed on polaarsed? AB-tüüpi molekulid on alati polaarsed. AB 2 tüüpi molekulid võivad olla nii polaarsed kui ka mittepolaarsed. . . H 2 O OH CO 2 μ>0 H O C μ \u003d 0 O

Polaarne kovalentne side Kolmest või enamast aatomist (AB 2, AB 3, AB 4, AB 5, AB 6) koosnevad molekulid võivad olla mittepolaarsed, kui nad on sümmeetrilised. Milline on molekuli dipoolmomendi mõju? Tekivad molekulidevahelised interaktsioonid ja sellest tulenevalt suureneb aine tihedus, t ° sulamine ja t ° keemistemperatuur.

Ioonsete ja kovalentsete polaarsidemete võrdlus Üldine: ühise elektronpaari moodustumine. Erinevus: ühise elektronpaari nihke aste (sidepolarisatsioon). Ioonset sidet tuleks käsitleda kovalentse polaarse sideme äärmusliku juhtumina.

Ioonsete ja kovalentsete polaarsete sidemete omaduste võrdlus Kovalentne side: küllastunud ja suunatud Küllastus (maksimaalne valents) - määratakse aatomi võimega moodustada piiratud arvul sidemeid (võttes arvesse mõlemat tekkemehhanismi). Sideme suund määrab sideme nurga, mis sõltub keskaatomi orbitaalide hübridisatsiooni tüübist. Iooniline side: küllastumata ja mittesuunatud.

Ioonsete ja kovalentsete polaarsidemete karakteristikute võrdlus Sideme suund määratakse sideme nurkade järgi. Valentsnurgad määratakse eksperimentaalselt või ennustatakse L. Pollingi aatomiorbitaalide hübridisatsiooni teooria või Gillespie teooria alusel. Sellest pikemalt seminaridel.

Ioonsete ja kovalentsete sidemetega ainete omaduste võrdlus Kovalentsed sidemed Aatomikristallid Kristalli enda aatomite vahel Kõrge kõvadus kõrge sulamistemperatuur, keemistemperatuur halb soojus- ja elektrijuhtivus Molekulaarkristallid Molekuli aatomite vahel Mõõdukas pehmus üsna madal sulamistemperatuur, halb termiline sulamistemperatuur ja elektrijuhtivus Vees ei lahustu

Ioonsete ja kovalentsete sidemetega ainete omaduste võrdlus Aatomi kovalentne kristall Sulamistemperatuur ≈ 3700 °C

Ioonsete ja kovalentsete sidemetega ainete omaduste võrdlus Ioonsed sidemed ioonide vahel kristallis Karedus ja rabedus Kõrge sulamistemperatuur Halb soojus- ja elektrijuhtivus Vees lahustuv

Metallist sidet teostavad elektronid, mis kuuluvad samaaegselt kõikidesse aatomitesse. Elektroni tihedus on delokaliseeritud "elektrongaas". Iseloomulik metalliline läige plastilisus Vedelavus Kõrge soojus- ja elektrijuhtivus Sulamistemperatuurid on väga erinevad.

Molekulidevahelised sidemed. 1. Vesinikside Ühe molekuli vesinikuaatomi (+) ja teise molekuli F, O, N (–) aatomi vaheline külgetõmme Polümeer (HF)n Äädikhappe dimeer Vesiniksidemed on üksikult nõrgad, kuid kollektiivselt tugevad

Molekulidevahelised sidemed. 5. Van der Waalsi sidemed Isegi kui molekulide vahel ei ole vesiniksidemeid, tõmbuvad molekulid alati üksteise poole. Molekulaarsete dipoolide vahelist külgetõmmet nimetatakse van der Waalsi sidemeks. V-d-in külgetõmme on seda tugevam, mida rohkem: 1) polaarsus; 2) molekulide suurus. Näide: metaan (CH 4) - gaas, benseen (C 6 H 6) - vedelik Üks nõrgemaid v-d-v sidemeid on H 2 molekulide vahel (mp. 253 o. C). Molekulidevaheline interaktsioon on kordades nõrgem kui side aatomite vahel: Ekov (Cl-Cl) = 244 k. J / mol, Evdv (Cl 2 - Cl 2) = 25 k. J / mol, kuid see tagab aatomite olemasolu. aine vedel ja tahke olek

Loengus kasutati Moskva Riikliku Ülikooli keemiateaduskonna professori materjale. Lomonosov Eremin Vadim Vladimirovitš Täname tähelepanu eest!