Vrste kemijskih rešetki. Vrste kristalnih rešetki

Stranica 1

Molekularne kristalne rešetke i njima odgovarajuće molekularne veze nastaju uglavnom u kristalima onih tvari u čijim su molekulama veze kovalentne. Zagrijavanjem se veze između molekula lako uništavaju, pa tvari s molekularnom rešetkom imaju niska tališta.

Molekularne kristalne rešetke nastaju od polarnih molekula, između kojih nastaju sile interakcije, tzv. van der Waalsove sile, koje su po prirodi električne. U molekularnoj rešetki oni ostvaruju prilično slabu vezu. Led, prirodni sumpor i mnogi organski spojevi imaju molekularnu kristalnu rešetku.

Molekularna kristalna rešetka joda prikazana je na sl. 3.17. Većina kristalnih organskih spojeva ima molekularnu rešetku.

Čvorove molekularne kristalne rešetke tvore molekule. Molekularnu rešetku imaju, na primjer, kristali vodika, kisika, dušika, plemeniti plinovi, ugljikov dioksid, organske tvari.

Prisutnost molekularne kristalne rešetke krute faze razlog je neznatne adsorpcije iona iz matične tekućine, a posljedično i mnogo veće čistoće precipitata u odnosu na precipitate koji se odlikuju ionskim kristalom. Budući da se taloženje u ovom slučaju događa u optimalnom rasponu kiselosti, koji je različit za ione taložene ovim reagensom, ovisi o vrijednosti odgovarajućih konstanti stabilnosti kompleksa. Ova činjenica omogućuje, podešavanjem kiselosti otopine, postizanje selektivnog, a ponekad i specifičnog taloženja određenih iona. Slični se rezultati često mogu dobiti prikladnom modifikacijom donorskih skupina u organskim reagensima, uzimajući u obzir karakteristike kompleksirajućih kationa koji se talože.

U molekularnim kristalnim rešetkama uočava se lokalna anizotropija veza, naime unutarmolekulske sile su vrlo velike u usporedbi s međumolekulskima.

U molekularnim kristalnim rešetkama, njihove sastavne molekule međusobno su povezane relativno slabim van der Waalsovim silama, dok su atomi unutar molekule povezani mnogo jačom kovalentnom vezom. Stoga u takvim rešetkama molekule zadržavaju svoju individualnost i zauzimaju jedno mjesto kristalne rešetke. Supstitucija je ovdje moguća ako su molekule sličnog oblika i veličine. Budući da su sile koje vežu molekule relativno slabe, granice supstitucije ovdje su mnogo šire. Kao što je pokazao Nikitin, atomi plemenitih plinova mogu izomorfno zamijeniti molekule CO2, SO2, CH3COCH3 i drugih u rešetkama tih tvari. Sličnost kemijske formule ovdje nije potrebna.

U molekularnim kristalnim rešetkama, molekule se nalaze na mjestima rešetke. Većina tvari s kovalentnom vezom tvori kristale ove vrste. Molekularne rešetke tvore čvrsti vodik, klor, ugljični dioksid i druge tvari koje su plinovite na uobičajenim temperaturama. Kristali većine organskih tvari također su ovog tipa. Dakle, poznato je mnogo tvari s molekularnom kristalnom rešetkom. Molekule smještene na mjestima rešetke međusobno su vezane međumolekularnim silama (o prirodi tih sila raspravljalo se gore; vidi str. Budući da su međumolekulske sile puno slabije od kemijskih sila vezivanja, molekularne kristale niskog tališta karakterizira značajna volatilnost, njihova je tvrdoća niska. Osobito su niska tališta i vrelišta onih tvari čije su molekule nepolarne. Na primjer, kristali parafina vrlo su mekani, iako su C-C kovalentne veze u molekulama ugljikovodika koje čine te kristale jake kao veze u dijamantnim plinovima, također treba pripisati molekularnim plinovima, koji se sastoje od monoatomskih molekula, budući da valentne sile ne igraju ulogu u formiranju ovih kristala, a veze među česticama ovdje imaju isti karakter kao u drugim molekularnim kristalima; to uzrokuje relativno veliku vrijednost međuatomskih udaljenosti u tim kristalima.

Shema registracije debyegrama.

U čvorovima molekularnih kristalnih rešetki nalaze se molekule koje su međusobno povezane slabim međumolekularnim silama. Takvi kristali tvore tvari s kovalentnom vezom u molekulama. Poznato je mnogo tvari s molekularnom kristalnom rešetkom. Molekularne rešetke imaju kruti vodik, klor, ugljični dioksid i druge tvari koje su pri normalnoj temperaturi plinovite. Kristali većine organskih tvari također su ovog tipa.

Teme USE kodifikatora: Tvari molekularne i nemolekularne strukture. Vrsta kristalne rešetke. Ovisnost svojstava tvari o njihovom sastavu i strukturi.

Molekularno kinetička teorija

Sve molekule sastoje se od sićušnih čestica koje se nazivaju atomi. Svi trenutno otkriveni atomi prikupljeni su u periodnom sustavu.

Atom je najmanja, kemijski nedjeljiva čestica tvari koja zadržava svoja kemijska svojstva. Atomi se međusobno povezuju kemijske veze. Prethodno smo razmotrili a. Obavezno proučite teoriju na temu: Vrste kemijskih veza, prije proučavanja ovog članka!

Sada pogledajmo kako se čestice mogu spajati u materiju.

Ovisno o položaju čestica jedna u odnosu na drugu, svojstva tvari koje tvore mogu se jako razlikovati. Dakle, ako se čestice nalaze jedna od druge daleko daleko(udaljenost između čestica je puno veća od veličine samih čestica), one praktički ne djeluju jedna na drugu, gibaju se nasumično i kontinuirano u prostoru, tada se radi o plin .

Ako se čestice nalaze Zatvoriti jedni drugima, ali kaotično, više međusobno komunicirati, čine intenzivne oscilatorne pokrete u jednom položaju, ali mogu skočiti u drugi položaj, onda je ovo model strukture tekućine .

Ako se čestice nalaze Zatvoriti jedni drugima, ali više uredno, i više komunicirati međusobno, ali se kreću samo unutar jednog ravnotežnog položaja, praktički bez pomicanja u drugi položaj, s kojim se bavimo čvrsta .

Većina poznatih kemikalija i smjesa može postojati u krutom, tekućem i plinovitom stanju. Najjednostavniji primjer je voda. U normalnim uvjetima, to tekućina, na 0 o C se smrzava - prelazi iz tekućeg stanja u čvrsta, a na 100 °C prokuha - ide u plinovita faza- vodena para. U isto vrijeme, mnoge tvari u normalnim uvjetima su plinovi, tekućine ili krute tvari. Na primjer, zrak, mješavina dušika i kisika, u normalnim je uvjetima plin. Ali pri visokom tlaku i niskoj temperaturi dušik i kisik se kondenziraju i prelaze u tekuću fazu. Tekući dušik se aktivno koristi u industriji. Ponekad izolirani plazma, kao i tekući kristali, kao zasebne faze.

Mnoga svojstva pojedinih tvari i smjesa objašnjena su međusobni raspored čestica u prostoru jednih prema drugima!

Ovaj članak razmatra svojstva čvrstih tijela, ovisno o njihovoj strukturi. Osnovna fizikalna svojstva čvrstih tijela: talište, električna vodljivost, toplinska vodljivost, mehanička čvrstoća, plastičnost itd.

Temperatura topljenja je temperatura pri kojoj tvar prelazi iz krutog u tekuće i obrnuto.

je sposobnost tvari da se deformira bez loma.

Električna provodljivost je sposobnost tvari da provodi struju.

Struja je uređeno kretanje nabijenih čestica. Dakle, struju mogu provoditi samo tvari u kojima ima pokretne nabijene čestice. Prema sposobnosti provođenja struje tvari se dijele na vodiče i dielektrike. Vodiči su tvari koje mogu provoditi struju (tj. sadrže pokretne nabijene čestice). Dielektrici su tvari koje praktički ne provode struju.

U krutini se mogu nalaziti čestice tvari kaotično, ili urednije oko. Ako se čestice krutog tijela nalaze u prostoru kaotično, tvar se zove amorfan. Primjeri amorfnih tvari - ugljen, tinjac staklo.

Ako su čestice krutog tijela raspoređene u prostoru na uredan način, tj. oblik ponavljajućih trodimenzionalnih geometrijskih struktura, takva se tvar naziva kristal, i sama struktura kristalna rešetka . Većina nama poznatih tvari su kristali. Same čestice nalaze se u čvorovi kristalna rešetka.

Kristalne tvari se posebno razlikuju po vrsta kemijske veze između čestica u kristalu - atomski, molekularni, metalni, ionski; prema geometrijskom obliku najjednostavnije ćelije kristalne rešetke - kubične, šesterokutne itd.

Ovisno o vrsta čestica koje tvore kristalnu rešetku , razlikovati atomska, molekularna, ionska i metalna kristalna struktura .

Atomska kristalna rešetka

Atomska kristalna rešetka nastaje kada postoje atomi. Atomi su međusobno povezani kovalentne kemijske veze. Sukladno tome, takva će kristalna rešetka biti vrlo izdržljiva, nije ga lako uništiti. Atomsku kristalnu rešetku mogu formirati atomi s visokom valencijom, tj. s velikim brojem veza sa susjednim atomima (4 ili više). U pravilu su to nemetali: jednostavne tvari - silicij, bor, ugljik (alotropske modifikacije dijamanta, grafita) i njihovi spojevi (borougljik, silicijev (IV) oksid i dr..). Budući da se između nemetala javlja pretežno kovalentna kemijska veza, slobodni elektroni(kao i druge nabijene čestice) u tvarima s atomskom kristalnom rešetkom u većini slučajeva br. Stoga su te tvari obično vrlo slabo provode struju, tj. su dielektrici. Ovo su opći obrasci, od kojih postoji niz iznimaka.

Komunikacija između čestica u atomskim kristalima: .

U čvorovima kristala s uređenom atomskom kristalnom strukturom atomi.

Fazno stanje atomski kristali u normalnim uvjetima: u pravilu, čvrste tvari.

Supstance, koji tvore atomske kristale u čvrstom stanju:

Jednostavne tvari visoka valencija (nalazi se u sredini periodnog sustava): bor, ugljik, silicij itd.
Složene tvari sastavljene od ovih nemetala: silicij (silicijev oksid, kvarcni pijesak) SiO 2 ; silicijev karbid (korund) SiC; bor karbid, bor nitrid itd.

Fizička svojstva tvari s atomskom kristalnom rešetkom:

— snaga;

- vatrostalnost (visoka točka taljenja);

- niska električna vodljivost;

- niska toplinska vodljivost;

— kemijska inertnost (neaktivne tvari);

- netopljivost u otapalima.

Molekularna kristalna rešetka je rešetka čiji su čvorovi molekule. drže molekule u kristalu slabe sile međumolekularnog privlačenja (van der Waalsove sile, vodikove veze ili elektrostatsko privlačenje). Prema tome, takva kristalna rešetka, u pravilu, prilično lako uništiti. Tvari s molekularnom kristalnom rešetkom - krhak, lomljiv. Što je veća sila privlačenja između molekula, to je talište tvari veće. U pravilu, točke taljenja tvari s molekularnom kristalnom rešetkom nisu veće od 200-300 K. Stoga, u normalnim uvjetima, većina tvari s molekularnom kristalnom rešetkom postoji u obliku plinovi ili tekućine. Molekularnu kristalnu rešetku, u pravilu, tvore u čvrstom obliku kiseline, oksidi nemetala, drugi binarni spojevi nemetala, jednostavne tvari koje tvore stabilne molekule (kisik O 2, dušik N 2, voda H 2 O , itd.), organske tvari. U pravilu su to tvari s kovalentnom polarnom (rjeđe nepolarnom) vezom. Jer elektroni su uključeni u kemijske veze, tvari s molekularnom kristalnom rešetkom - dielektrici, loši vodiči topline.

Komunikacija između čestica u molekularnim kristalima: m međumolekularne, elektrostatičke ili međumolekularne sile privlačenja.

U čvorovima kristala s uređenom molekularnom kristalnom strukturom molekule.

Fazno stanje molekularni kristali u normalnim uvjetima: plinovi, tekućine i čvrste tvari.

Supstance, stvarajući u čvrstom stanju molekularni kristali:

Jednostavne nemetalne tvari koje tvore male, jake molekule (O2, N2, H2, S8 i drugi);
Složene tvari (spojevi nemetala) s kovalentnom polarnom vezom (osim oksida silicija i bora, spojeva silicija i ugljika) - voda H 2 O, sumporni oksid SO 3 itd.
Monatomski rijetki plinovi (helij, neon, argon, kripton i tako dalje.);
Većina organskih tvari koje nemaju ionske veze — metan CH4, benzen C6H6 itd.

Fizička svojstva tvari s molekularnom kristalnom rešetkom:

- topljivost (nisko talište):

— visoka kompresibilnost;

- molekularni kristali u krutom obliku, kao i u otopinama i talinama, ne provode struju;

- fazno stanje u normalnim uvjetima - plinovi, tekućine, čvrste tvari;

- visoka volatilnost;

- niska tvrdoća.

Ionska kristalna rešetka

Ako postoje nabijene čestice u čvorovima kristala - ioni, možemo razgovarati o ionska kristalna rešetka . U pravilu se izmjenjuju ionski kristali pozitivni ioni(kationi) i negativni ioni(anioni), pa se čestice u kristalu zadržavaju sile elektrostatičkog privlačenja . Ovisno o vrsti kristala i vrsti iona koji tvore kristal, takve tvari mogu biti prilično jaka i žilava. U čvrstom stanju u ionskim kristalima u pravilu nema pokretnih nabijenih čestica. Ali kada se kristal otopi ili rastali, ioni se oslobađaju i mogu se kretati pod djelovanjem vanjskog električnog polja. Oni. provode struju samo otopine ili taline ionski kristali. Ionska kristalna rešetka karakteristična je za tvari s ionska kemijska veza. Primjeri takve tvari sol NaCl kalcijev karbonat- CaCO 3, itd. Ionska kristalna rešetka, u pravilu, nastaje u čvrstoj fazi soli, baze, kao i metalni oksidi i binarni spojevi metala i nemetala.

Komunikacija između čestica u ionskim kristalima: .

U čvorovima kristala s ionskom rešetkom ioni.

Fazno stanje ionski kristali u normalnim uvjetima: obično čvrste tvari.

Kemijske tvari s ionskom kristalnom rešetkom:

Soli (organske i anorganske), uključujući amonijeve soli (na primjer, amonijev klorid NH4Cl);
temelji;
metalni oksidi;
Binarni spojevi koji sadrže metale i nemetale.

Fizikalna svojstva tvari s ionskom kristalnom strukturom:

- visoko talište (vatrostalan);

- otopine i taline ionskih kristala - strujni vodiči;

- većina spojeva je topiva u polarnim otapalima (voda);

- stanje krute faze u većini spojeva u normalnim uvjetima.

I, konačno, metale karakterizira posebna vrsta prostorne strukture - metalna kristalna rešetka, koji je zbog metalna kemijska veza . Atomi metala prilično slabo drže valentne elektrone. U kristalu formiranom od metala istovremeno se odvijaju sljedeći procesi: neki atomi doniraju elektrone i postaju pozitivno nabijeni ioni; ove elektroni se nasumično kreću u kristalu; neki od elektrona privlače ione. Ti se procesi odvijaju istovremeno i nasumično. Na ovaj način, pojavljuju se ioni , kao u formiranju ionske veze, i nastaju zajednički elektroni kao kod stvaranja kovalentne veze. Slobodni elektroni kreću se nasumično i kontinuirano po volumenu kristala, poput plina. Stoga se ponekad nazivaju elektronski plin ". Zbog prisutnosti velikog broja pokretnih nabijenih čestica, metali provoditi struju, toplinu. Talište metala jako varira. Karakterizirani su i metali osebujan metalni sjaj, savitljivost, tj. sposobnost promjene oblika bez razaranja pod jakim mehaničkim stresom, tk. kemijske veze se ne prekidaju.

Komunikacija između čestica : .

U čvorovima kristala s metalnom rešetkom metalni ioni i atomi.

Fazno stanje metali u normalnim uvjetima: obično čvrste tvari(iznimka - živa, tekućina u normalnim uvjetima).

Kemijske tvari s metalnom kristalnom rešetkom - jednostavne tvari – metali.

Fizička svojstva tvari s metalnom kristalnom rešetkom:

– visoka toplinska i električna vodljivost;

- savitljivost i plastičnost;

- metalni sjaj;

— metali su općenito netopljivi u otapalima;

Većina metala su čvrste tvari pod normalnim uvjetima.

Usporedba svojstava tvari s različitim kristalnim rešetkama

Tip kristalne rešetke (ili nepostojanje kristalne rešetke) omogućuje procjenu osnovnih fizikalnih svojstava tvari. Za približnu usporedbu tipičnih fizikalnih svojstava spojeva s različitim kristalnim rešetkama, vrlo je prikladno koristiti kemikalije s karakteristična svojstva. Za molekularnu rešetku, na primjer, ugljični dioksid, za atomsku kristalnu rešetku - dijamant, za metal - bakar, a za ionsku kristalnu rešetku - sol, natrijev klorid NaCl.

Zbirna tablica strukture jednostavnih tvari koje tvore kemijski elementi iz glavnih podskupina periodnog sustava (elementi sporednih podskupina su metali, dakle imaju metalnu kristalnu rešetku).

Konačna tablica odnosa svojstava tvari sa strukturom:

Većina krutih tvari je kristalna struktura, u kojem su čestice od kojih je "građen" u određenom redoslijedu, stvarajući pritom kristalna rešetka. Građena je od ponavljajućih identičnih strukturnih jedinica - elementarne stanice, koji se povezuje sa susjednim stanicama, tvoreći dodatne čvorove. Kao rezultat toga, postoji 14 različitih kristalnih rešetki.

Vrste kristalnih rešetki.

Ovisno o česticama koje se nalaze u čvorovima rešetke, postoje:

metalna kristalna rešetka;
ionska kristalna rešetka;
molekularna kristalna rešetka;
makromolekulska (atomska) kristalna rešetka.

Metalna veza u kristalnim rešetkama.

Ionski kristali imaju povećanu krhkost, tk. pomak u kristalnoj rešetki (čak i neznatan) dovodi do činjenice da se jednako nabijeni ioni počinju međusobno odbijati, a veze se prekidaju, nastaju pukotine i rascjepi.

Molekulsko povezivanje kristalnih rešetki.

Glavna značajka međumolekularne veze je njezina "slabost" (van der Waals, vodik).

Ovo je tekstura leda. Svaka molekula vode povezana je vodikovim vezama s 4 molekule koje je okružuju, zbog čega struktura ima tetraedarski karakter.

Vodikova veza objašnjava visoko vrelište, talište i nisku gustoću;

Makromolekulsko vezivanje kristalnih rešetki.

Atomi se nalaze u čvorovima kristalne rešetke. Ti se kristali dijele na 3 vrste:

okvir;
lanac;
slojevitih struktura.

struktura okvira posjeduje dijamant - jednu od najtvrđih tvari u prirodi. Atom ugljika tvori 4 identične kovalentne veze, što ukazuje na oblik pravilnog tetraedra ( sp 3 - hibridizacija). Svaki atom ima usamljeni par elektrona koji se također mogu vezati sa susjednim atomima. Kao rezultat toga, formira se trodimenzionalna rešetka, u čijim čvorovima postoje samo atomi ugljika.

Za uništavanje takve strukture potrebna je velika energija, talište takvih spojeva je visoko (za dijamant je 3500°C).

Slojevite strukture ukazuju na prisutnost kovalentnih veza unutar svakog sloja i slabih van der Waalsovih veza između slojeva.

Razmotrimo primjer: grafit. Svaki atom ugljika je u sp 2 - hibridizacija. Četvrti nespareni elektron stvara van der Waalsovu vezu između slojeva. Stoga je četvrti sloj vrlo pokretljiv:

Veze su slabe, pa se lako lome, što se vidi kod olovke - "svojstvo pisanja" - 4. sloj ostaje na papiru.

Grafit je izvrstan vodič električne struje (elektroni se mogu kretati duž ravnine sloja).

lančane strukture imaju okside (npr. TAKO 3 ), koji kristalizira u obliku sjajnih iglica, polimera, nekih amorfnih tvari, silikata (azbest).

Natrag naprijed

Pažnja! Pregled slajdova je samo u informativne svrhe i možda ne predstavlja puni opseg prezentacije. Ako ste zainteresirani za ovaj rad, preuzmite punu verziju.

Vrsta lekcije: Kombinirano.

Svrha lekcije: Stvoriti uvjete za formiranje sposobnosti učenika za utvrđivanje uzročne ovisnosti fizikalnih svojstava tvari o vrsti kemijske veze i vrsti kristalne rešetke, predviđanje vrste kristalne rešetke na temelju fizikalnih svojstava tvari.

Ciljevi lekcije:

Formirati pojmove o kristalnom i amorfnom stanju čvrstih tijela, upoznati učenike s raznim vrstama kristalnih rešetki, utvrditi ovisnost fizikalnih svojstava kristala o prirodi kemijske veze u kristalu i vrsti kristalne rešetke, utvrditi ovisnost fizikalnih svojstava kristala o prirodi kemijske veze u kristalu i tipu kristalne rešetke. dati studentima osnovne predodžbe o utjecaju prirode kemijskih veza i vrsta kristalnih rešetki na svojstva tvari.
Nastaviti formiranje svjetonazora učenika, razmotriti međusobni utjecaj komponenti cjeline-strukturnih čestica tvari, uslijed čega se pojavljuju nova svojstva, njegovati sposobnost organiziranja obrazovnog rada, slijediti pravila rad u timu.
Razviti kognitivni interes učenika, koristeći problemske situacije;

Oprema: Periodni sustav D.I. Mendeljejev, zbirka "Metali", nemetali: sumpor, grafit, crveni fosfor, kristalni silicij, jod; Prezentacija "Vrste kristalnih rešetki", modeli kristalnih rešetki različitih vrsta (sol, dijamant i grafit, ugljični dioksid i jod, metali), uzorci plastike i proizvodi od njih, staklo, plastelin, računalo, projektor.

Tijekom nastave

1. Organizacijski trenutak.

Učitelj pozdravlja učenike, popravlja odsutne.

2. Provjera znanja o temama “Kemijska veza. Stupanj oksidacije”.

Samostalan rad (15 minuta)

3. Učenje novog gradiva.

Učitelj najavljuje temu sata i svrhu sata. (Slajd 1,2)

Učenici u svoje bilježnice zapisuju datum i temu sata.

Ažuriranje znanja.

Učitelj postavlja pitanja razredu:

Koje vrste čestica poznajete? Imaju li ioni, atomi i molekule naboj?
Koje vrste kemijskih veza poznajete?
Koja su agregacijska stanja tvari?

Učitelj, nastavnik, profesor:“Svaka tvar može biti plin, tekućina i kruta tvar. Na primjer, voda. U normalnim uvjetima, to je tekućina, ali može biti para i led. Ili kisik u normalnim uvjetima je plin, na temperaturi od -1940 C pretvara se u plavu tekućinu, a na temperaturi od -218,8 ° C skrutnjuje se u snježnu masu koja se sastoji od plavih kristala. U ovoj lekciji ćemo razmotriti čvrsto stanje tvari: amorfno i kristalno. (Slajd 3)

Učitelj, nastavnik, profesor: amorfne tvari nemaju jasno talište - kada se zagrijavaju, postupno omekšavaju i postaju tekućine. U amorfne tvari spadaju, na primjer, čokolada, koja se topi i u rukama i u ustima; žvakaća guma, plastelin, vosak, plastika (prikazani su primjeri takvih tvari). (Slajd 7)

Kristalne tvari imaju jasno talište i, što je najvažnije, karakterizirane su pravilnim rasporedom čestica na strogo određenim točkama u prostoru. (Slajdovi 5,6) Kada se te točke povežu ravnim linijama, formira se prostorni okvir koji se naziva kristalna rešetka. Točke u kojima se nalaze kristalne čestice nazivaju se čvorovi rešetke.

Učenici zapisuju definiciju u bilježnicu: „Kristalna rešetka je skup točaka u prostoru u kojima se nalaze čestice koje tvore kristal. Točke u kojima se nalaze čestice kristala nazivaju se čvorovi rešetke.

Ovisno o tome koje se vrste čestica nalaze u čvorovima ove rešetke, postoje 4 vrste rešetki. (Slide 8) Ako se u čvorovima kristalne rešetke nalaze ioni, tada se takva rešetka naziva ionskom.

Nastavnik učenicima postavlja pitanja:

- Kako će se zvati kristalne rešetke, u čvorovima kojih se nalaze atomi, molekule?

Ali postoje kristalne rešetke, u čijim čvorovima postoje i atomi i ioni. Takve rešetke nazivaju se metalne.

Sada ćemo popuniti tablicu: "Kristalne rešetke, vrsta veze i svojstva tvari." U tijeku popunjavanja tablice utvrdit ćemo vezu između vrste rešetke, vrste povezanosti čestica i fizikalnih svojstava čvrstih tijela.

Razmotrimo prvu vrstu kristalne rešetke, koja se naziva ionska. (Slajd 9)

Kakva je kemijska veza u tim tvarima?

Pogledajte ionsku kristalnu rešetku (prikazan je model takve rešetke). U njegovim čvorovima nalaze se pozitivno i negativno nabijeni ioni. Na primjer, kristal natrijeva klorida sastoji se od pozitivnih natrijevih iona i negativnih kloridnih iona u rešetki u obliku kocke. Tvari s ionskom kristalnom rešetkom uključuju soli, okside i hidrokside tipičnih metala. Tvari s ionskom kristalnom rešetkom imaju visoku tvrdoću i čvrstoću, vatrostalne su i nehlapljive.

Učitelj, nastavnik, profesor: Fizička svojstva tvari s atomskom kristalnom rešetkom ista su kao i tvari s ionskom kristalnom rešetkom, ali često u superlativima - vrlo teško, vrlo jako. Dijamant, u kojem je atomska kristalna rešetka najtvrđa tvar od svih prirodnih tvari. Služi kao etalon tvrdoće, koji se prema sustavu od 10 bodova ocjenjuje najvišom ocjenom 10. (Slide 10). Prema ovoj vrsti kristalne rešetke sami ćete unijeti potrebne podatke u tablicu, samostalno radeći s udžbenikom.

Učitelj, nastavnik, profesor: Razmotrimo treću vrstu kristalne rešetke, koja se naziva metalna. (Slajdovi 11,12) U čvorovima takve rešetke nalaze se atomi i ioni, između kojih se slobodno kreću elektroni, povezujući ih u jednu cjelinu.

Takva unutarnja struktura metala određuje njihova karakteristična fizikalna svojstva.

Učitelj, nastavnik, profesor: Koja fizikalna svojstva metala poznajete? (duktilnost, plastičnost, električna i toplinska vodljivost, metalni sjaj).

Učitelj, nastavnik, profesor: Na koje se skupine po građi dijele sve tvari? (Slajd 12)

Razmotrimo vrstu kristalne rešetke koju posjeduju tako dobro poznate tvari kao što su voda, ugljični dioksid, kisik, dušik i drugi. Zove se molekularna. (Slajd 14)

Koje se čestice nalaze u čvorovima ove rešetke?

Kemijska veza u molekulama koje se nalaze na mjestima rešetke može biti kovalentna polarna i kovalentna nepolarna. Unatoč činjenici da su atomi unutar molekule povezani vrlo jakim kovalentnim vezama, između samih molekula djeluju slabe sile međumolekulskog privlačenja. Stoga tvari s molekularnom kristalnom rešetkom imaju malu tvrdoću, niska tališta i hlapljive su. Kada plinovite ili tekuće tvari pod posebnim uvjetima prelaze u krutine, tada imaju molekularnu kristalnu rešetku. Primjeri takvih tvari mogu biti kruta voda - led, čvrsti ugljikov dioksid - suhi led. Takva rešetka ima naftalen, koji se koristi za zaštitu vunenih proizvoda od moljaca.

– Koja svojstva molekularne kristalne rešetke određuju upotrebu naftalina? (volatilnost). Kao što vidite, molekularna kristalna rešetka može imati ne samo čvrstu jednostavan tvari: plemeniti plinovi, H 2, O 2, N 2, I 2, O 3, bijeli fosfor P 4, ali i složeno: čvrsta voda, čvrsti klorovodik i sumporovodik. Većina čvrstih organskih spojeva ima molekularne kristalne rešetke (naftalen, glukoza, šećer).

Mjesta rešetke sadrže nepolarne ili polarne molekule. Unatoč činjenici da su atomi unutar molekula vezani jakim kovalentnim vezama, između samih molekula djeluju slabe sile međumolekularnog međudjelovanja.

Zaključak: Tvari su lomljive, imaju malu tvrdoću, nisko talište, hlapljive.

Pitanje: Koji se proces naziva sublimacija ili sublimacija?

Odgovor: Prijelaz tvari iz krutog agregatnog stanja odmah u plinovito stanje, zaobilazeći tekuće stanje, naziva se sublimacija ili sublimacija.

Dokazivanje iskustva: sublimacija joda

Zatim učenici naizmjence imenuju informacije koje su zapisali u tablicu.

Kristalne rešetke, vrsta veze i svojstva tvari.

Vrsta rešetke	Vrste čestica na mjestima rešetke	Vrsta komunikacije između čestica	Primjeri tvari	Fizikalna svojstva tvari
ionski	ioni	Ionska - jaka veza	Soli, halogenidi (IA, IIA), oksidi i hidroksidi tipičnih metala	Čvrsto, snažno, nehlapljivo, krto, vatrostalno, mnogo topljivo u vodi, taline provode struju
Atomski	atomi	1. Kovalentna nepolarna – veza je vrlo jaka 2. Kovalentna polarna – veza je vrlo jaka	*Jednostavne tvari* a: dijamant (C), grafit (C), bor (B), silicij (Si). *Složene tvari* : aluminijev oksid (Al 2 O 3), silicijev oksid (IV) - SiO 2	Vrlo tvrd, vrlo vatrostalan, jak, neisparljiv, netopljiv u vodi
Molekularni	molekule	Između molekula – slabe sile međumolekularno privlačenje, ali unutar molekula – jaka kovalentna veza	Čvrste tvari pod posebnim uvjetima, koje su u normalnim uvjetima plinovi ili tekućine (O2, H2, Cl2, N2, Br2, H20, CO2, HCl); sumpor, bijeli fosfor, jod; organska tvar	Krhki, hlapljivi, topljivi, sposobni za sublimaciju, imaju malu tvrdoću
metal	atomski ioni	Metal - različite čvrstoće	Metali i legure	Savitljivi, imaju sjaj, duktilnost, toplinsku i električnu vodljivost

Učitelj, nastavnik, profesor:Što možemo zaključiti iz obavljenog rada na stolu?

Zaključak 1: Fizikalna svojstva tvari ovise o vrsti kristalne rešetke. Sastav tvari → Vrsta kemijske veze → Vrsta kristalne rešetke → Svojstva tvari . (Slajd 18).

Pitanje: Koji tip kristalne rešetke od gore navedenog nije pronađen u jednostavnim tvarima?

Odgovor: Ionske kristalne rešetke.

Pitanje: Koje su kristalne rešetke tipične za jednostavne tvari?

Odgovor: Za jednostavne tvari - metale - metalna kristalna rešetka; za nemetale – atomske ili molekularne.

Rad s periodnim sustavom D.I. Mendeljejev.

Pitanje: Gdje su metalni elementi u periodnom sustavu i zašto? Elementi su nemetali i zašto?

Odgovor : Ako nacrtamo dijagonalu od bora do astatina, tada će u donjem lijevom kutu ove dijagonale biti metalni elementi, jer. na posljednjoj energetskoj razini sadrže od jednog do tri elektrona. To su elementi I A, II A, III A (osim bora), te kositar i olovo, antimon i svi elementi sekundarnih podskupina.

Nemetalni elementi nalaze se u gornjem desnom kutu ove dijagonale, jer na posljednjoj energetskoj razini sadrže od četiri do osam elektrona. To su elementi IV A, V A, VI A, VII A, VIII A i bor.

Učitelj, nastavnik, profesor: Pronađimo nemetalne elemente u kojima jednostavne tvari imaju atomsku kristalnu rešetku (Odgovor: C, B, Si) i molekularni ( Odgovor: N, S, O , halogeni i plemeniti plinovi )

Učitelj, nastavnik, profesor: Formulirajte zaključak o tome kako možete odrediti vrstu kristalne rešetke jednostavne tvari, ovisno o položaju elemenata u periodnom sustavu D.I. Mendelejeva.

Odgovor: Za metalne elemente koji se nalaze u I A, II A, IIIA (osim bora), kao i za kositar i olovo, te sve elemente sekundarnih podskupina u jednostavnoj tvari, tip rešetke je metalni.

Za nemetalne elemente IV A i bor u jednostavnoj tvari kristalna je rešetka atomska; a elementi V A, VI A, VII A, VIII A u jednostavnim tvarima imaju molekularnu kristalnu rešetku.

Nastavljamo raditi s dovršenom tablicom.

Učitelj, nastavnik, profesor: Pažljivo pogledajte stol. Kakav je obrazac uočen?

Pažljivo slušamo odgovore učenika, nakon čega zajedno s razredom donosimo zaključak. Zaključak 2 (slajd 17)

4. Učvršćivanje materijala.

Test (samokontrola):

Tvari koje imaju molekularnu kristalnu rešetku, u pravilu:
a) Vatrostalan i vrlo topiv u vodi
b) Topljivi i hlapljivi
c) Čvrsto i električki vodljivo
d) Toplinski vodljiv i plastičan

Koncept "molekule" nije primjenjiv u odnosu na strukturnu jedinicu tvari:
a) Voda
b) Kisik
c) Dijamant
d) Ozon

Atomska kristalna rešetka je karakteristična za:
a) Aluminij i grafit
b) Sumpor i jod
c) Silicijev oksid i natrijev klorid
d) Dijamant i bor

Ako je tvar visoko topljiva u vodi, ima visoko talište i električki je vodljiva, tada je njezina kristalna rešetka:
a) Molekularni
b) Nuklearni
c) Ionski
d) metalni

5. Odraz.

6. Domaća zadaća.

Opiši svaku vrstu kristalne rešetke prema planu: Što se nalazi u čvorovima kristalne rešetke, strukturna jedinica → Vrsta kemijske veze među česticama čvora → Sile međudjelovanja između kristalnih čestica → Fizikalna svojstva uvjetovana kristalnom rešetkom → Agregatno stanje tvari u normalnim uvjetima → Primjeri.

Prema formulama zadanih tvari: SiC, CS 2 , NaBr, C 2 H 2 - odredite vrstu kristalne rešetke (ionsku, molekularnu) svakog spoja i na temelju toga opišite očekivana fizikalna svojstva svakog od njih. četiri tvari.

Kao što već znamo, materija može postojati u tri agregatna stanja: plinoviti, čvrsta i tekućina. Kisik, koji je u normalnim uvjetima u plinovitom stanju, na temperaturi od -194 °C pretvara se u plavičastu tekućinu, a na temperaturi od -218,8 °C pretvara se u snježnu masu s plavim kristalima.

Temperaturni interval za postojanje tvari u krutom stanju određen je vrelištem i talištem. Čvrste tvari su kristalan i amorfan.

Na amorfne tvari nema fiksne točke tališta - kada se zagrijavaju, postupno omekšavaju i postaju tekući. U tom stanju, na primjer, postoje razne smole, plastelin.

Kristalne tvari razlikuju se po pravilnom rasporedu čestica od kojih se sastoje: atoma, molekula i iona, na strogo određenim točkama u prostoru. Kada se te točke povežu ravnim linijama, stvara se prostorni okvir, naziva se kristalna rešetka. Točke u kojima se nalaze kristalne čestice nazivaju se čvorovi rešetke.

U čvorovima rešetke koju zamišljamo mogu biti ioni, atomi i molekule. Ove čestice osciliraju. S porastom temperature povećava se i opseg ovih fluktuacija, što dovodi do toplinskog širenja tijela.

Ovisno o vrsti čestica smještenih u čvorovima kristalne rešetke i prirodi veze između njih, razlikuju se četiri vrste kristalnih rešetki: ionski, atomski, molekularni i metal.

ionski nazivaju se takve kristalne rešetke, na čijim se čvorovima nalaze ioni. Tvore ih tvari s ionskom vezom, koje se mogu povezati s jednostavnim ionima Na +, Cl- i složenim SO24-, OH-. Dakle, ionske kristalne rešetke imaju soli, neke okside i hidroksile metala, t.j. one tvari u kojima postoji ionska kemijska veza. Razmotrimo kristal natrijevog klorida, sastoji se od pozitivno izmjeničnih Na+ i negativnih CL- iona, zajedno čine rešetku u obliku kocke. Veze između iona u takvom kristalu su izuzetno stabilne. Zbog toga tvari s ionskom rešetkom imaju relativno visoku čvrstoću i tvrdoću, vatrostalne su i nehlapljive.

nuklearni kristalne rešetke nazivaju se takve kristalne rešetke, na čijim se čvorovima nalaze pojedinačni atomi. U takvim rešetkama atomi su međusobno povezani vrlo jakim kovalentnim vezama. Na primjer, dijamant je jedna od alotropskih modifikacija ugljika.

Tvari s atomskom kristalnom rešetkom nisu baš česte u prirodi. To uključuje kristalni bor, silicij i germanij, kao i složene tvari, na primjer, one koje sadrže silicijev oksid (IV) - SiO 2: silicij, kvarc, pijesak, gorski kristal.

Velika većina tvari s atomskom kristalnom rešetkom ima vrlo visoka tališta (za dijamant prelazi 3500 ° C), takve su tvari jake i tvrde, praktički netopljive.

Molekularni nazivaju takve kristalne rešetke, na čijim se čvorovima nalaze molekule. Kemijske veze u tim molekulama također mogu biti polarne (HCl, H 2 O) ili nepolarne (N 2, O 3). I premda su atomi unutar molekula povezani vrlo jakim kovalentnim vezama, između samih molekula djeluju slabe sile međumolekulskog privlačenja. Zbog toga se tvari s molekularnom kristalnom rešetkom odlikuju niskom tvrdoćom, niskim talištem i hlapljivošću.

Primjeri takvih tvari su kruta voda - led, čvrsti ugljični monoksid (IV) - "suhi led", čvrsti klorovodik i sumporovodik, čvrste jednostavne tvari sastavljene od jednog - (plemeniti plinovi), dva - (H 2, O 2, CL 2 , N 2, I 2), tri - (O 3), četiri - (P 4), osam atoma (S 8) molekula. Velika većina čvrstih organskih spojeva ima molekularne kristalne rešetke (naftalen, glukoza, šećer).

stranica, uz potpuno ili djelomično kopiranje materijala, potrebna je veza na izvor.