ประเภทของตะแกรงเคมี. ประเภทของคริสตัลขัดแตะ

หน้า 1

โครงผลึกโมเลกุลและพันธะโมเลกุลที่สอดคล้องกันนั้นส่วนใหญ่ก่อตัวขึ้นในผลึกของสารเหล่านั้นซึ่งมีพันธะโควาเลนต์เป็นโมเลกุล เมื่อได้รับความร้อน พันธะระหว่างโมเลกุลจะถูกทำลายได้ง่าย ดังนั้นสารที่มีโครงร่างโมเลกุลจึงมีจุดหลอมเหลวต่ำ

โปรยผลึกโมเลกุลก่อตัวขึ้นจากโมเลกุลที่มีขั้ว ซึ่งระหว่างนั้นจะเกิดแรงอันตรกิริยาขึ้น เรียกว่า แรงแวนเดอร์วาลส์ ซึ่งเป็นแรงไฟฟ้าในธรรมชาติ ในตาข่ายโมเลกุลพวกมันสร้างพันธะที่ค่อนข้างอ่อนแอ น้ำแข็ง กำมะถันธรรมชาติ และสารประกอบอินทรีย์หลายชนิดมีตาข่ายผลึกโมเลกุล

ตารางผลึกโมเลกุลของไอโอดีนแสดงในรูปที่ 3.17. สารประกอบอินทรีย์ที่เป็นผลึกส่วนใหญ่มีโครงข่ายโมเลกุล

โหนดของตาข่ายคริสตัลโมเลกุลนั้นเกิดจากโมเลกุล โครงสร้างโมเลกุลมีตัวอย่างเช่น ผลึกของไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน ก๊าซมีตระกูล คาร์บอนไดออกไซด์ สารอินทรีย์

การปรากฏตัวของโครงตาข่ายผลึกโมเลกุลของเฟสของแข็งเป็นสาเหตุของการดูดซับไอออนจากสุราแม่ที่ไม่มีนัยสำคัญ และด้วยเหตุนี้สำหรับตะกอนที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่ามากเมื่อเทียบกับตะกอนซึ่งมีลักษณะเป็นผลึกไอออนิก เนื่องจากการตกตะกอนในกรณีนี้เกิดขึ้นในช่วงที่เหมาะสมของความเป็นกรดซึ่งแตกต่างกันสำหรับไอออนที่ตกตะกอนโดยรีเอเจนต์นี้ จึงขึ้นอยู่กับค่าของค่าคงที่ความเสถียรที่สอดคล้องกันของสารเชิงซ้อน ข้อเท็จจริงนี้ทำให้เป็นไปได้ โดยการปรับความเป็นกรดของสารละลาย เพื่อให้เกิดการตกตะกอนแบบเฉพาะเจาะจงและบางครั้งก็เจาะจงของไอออนบางชนิด มักจะได้รับผลลัพธ์ที่คล้ายกันโดยการปรับเปลี่ยนกลุ่มผู้บริจาคอย่างเหมาะสมในสารทำปฏิกิริยาอินทรีย์ โดยคำนึงถึงลักษณะของไอออนบวกเชิงซ้อนที่ตกตะกอน

ในโครงผลึกของโมเลกุลจะมีการสังเกต anisotropy ของพันธะในท้องถิ่นกล่าวคือแรงภายในโมเลกุลนั้นใหญ่มากเมื่อเทียบกับแรงระหว่างโมเลกุล

ในโครงผลึกโมเลกุล โมเลกุลจะอยู่ที่ไซต์ขัดแตะ สารส่วนใหญ่ที่มีพันธะโควาเลนต์ก่อตัวเป็นผลึกประเภทนี้ โครงร่างโมเลกุลก่อตัวเป็นของแข็งไฮโดรเจน คลอรีน คาร์บอนไดออกไซด์ และสารอื่นๆ ที่เป็นก๊าซที่อุณหภูมิปกติ ผลึกของสารอินทรีย์ส่วนใหญ่ก็เป็นประเภทนี้เช่นกัน ดังนั้นจึงทราบสารจำนวนมากที่มีโครงข่ายผลึกโมเลกุล

ในโครงผลึกโมเลกุล โมเลกุลที่เป็นส่วนประกอบของพวกมันเชื่อมโยงกันด้วยแรงแวนเดอร์วาลส์ที่ค่อนข้างอ่อน ในขณะที่อะตอมภายในโมเลกุลเชื่อมโยงกันด้วยพันธะโควาเลนต์ที่แรงกว่ามาก ดังนั้นในโครงตาข่ายดังกล่าว โมเลกุลจึงคงความเป็นเอกเทศไว้และครอบครองบริเวณหนึ่งของโครงตาข่ายคริสตัล การแทนที่ที่นี่เป็นไปได้หากโมเลกุลมีรูปร่างและขนาดใกล้เคียงกัน เนื่องจากแรงที่จับโมเลกุลค่อนข้างอ่อน ขีดจำกัดของการแทนที่จึงกว้างกว่ามาก ดังที่ Nikitin แสดงให้เห็น อะตอมของก๊าซมีตระกูลสามารถแทนที่โมเลกุลของ CO2, SO2, CH3COCH3 และอื่น ๆ ในโครงตาข่ายของสารเหล่านี้ได้ ความคล้ายคลึงกันของสูตรทางเคมีไม่จำเป็นที่นี่

ในโครงผลึกโมเลกุล โมเลกุลจะอยู่ที่ไซต์ขัดแตะ สารส่วนใหญ่ที่มีพันธะโควาเลนต์ก่อตัวเป็นผลึกประเภทนี้ โครงร่างโมเลกุลก่อตัวเป็นของแข็งไฮโดรเจน คลอรีน คาร์บอนไดออกไซด์ และสารอื่นๆ ที่เป็นก๊าซที่อุณหภูมิปกติ ผลึกของสารอินทรีย์ส่วนใหญ่ก็เป็นประเภทนี้เช่นกัน ดังนั้นจึงทราบสารจำนวนมากที่มีโครงข่ายผลึกโมเลกุล โมเลกุลที่อยู่บริเวณโครงตาข่ายถูกยึดเหนี่ยวซึ่งกันและกันโดยแรงระหว่างโมเลกุล (ธรรมชาติของแรงเหล่านี้ถูกกล่าวถึงข้างต้น ดูหน้า เนื่องจากแรงระหว่างโมเลกุลนั้นอ่อนแอกว่าแรงพันธะเคมีมาก ผลึกโมเลกุลที่มีจุดหลอมเหลวต่ำจึงมีลักษณะที่ผันผวนอย่างมีนัยสำคัญ ความแข็งต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจุดหลอมเหลวและจุดเดือดของสารที่โมเลกุลไม่มีขั้วต่ำ ตัวอย่างเช่น ผลึกพาราฟินจะอ่อนมาก แม้ว่าพันธะโควาเลนต์ CC ในโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนที่ประกอบเป็นผลึกเหล่านี้จะมีความแข็งแรงเทียบเท่ากับ พันธะในเพชร ก๊าซควรนำมาประกอบกับโมเลกุลของก๊าซซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลเชิงเดี่ยวเนื่องจากแรงเวเลนซ์ไม่ได้มีบทบาทในการก่อตัวของผลึกเหล่านี้และพันธะระหว่างอนุภาคที่นี่มีลักษณะเหมือนกับในผลึกโมเลกุลอื่น สิ่งนี้ทำให้ค่าระยะห่างระหว่างอะตอมในผลึกเหล่านี้มีค่าค่อนข้างมาก

รูปแบบการลงทะเบียน Debyegram

ที่โหนดของโครงผลึกโมเลกุลมีโมเลกุลที่เชื่อมต่อกันด้วยแรงระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอ ผลึกดังกล่าวสร้างสารที่มีพันธะโควาเลนต์ในโมเลกุล รู้จักสารจำนวนมากที่มีผลึกโมเลกุล โครงข่ายโมเลกุลประกอบด้วยไฮโดรเจน คลอรีน คาร์บอนไดออกไซด์ และสารอื่นๆ ที่เป็นของแข็งที่อุณหภูมิปกติ ผลึกของสารอินทรีย์ส่วนใหญ่ก็เป็นประเภทนี้เช่นกัน

หัวข้อของตัวแปลงสัญญาณ USE:สารที่มีโครงสร้างโมเลกุลและไม่ใช่โมเลกุล ประเภทของคริสตัลแลตทิซ การพึ่งพาคุณสมบัติของสารในองค์ประกอบและโครงสร้าง

ทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของโมเลกุล

โมเลกุลทั้งหมดประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่เรียกว่าอะตอม อะตอมที่ค้นพบในปัจจุบันทั้งหมดจะถูกรวบรวมไว้ในตารางธาตุ

อะตอมเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดและไม่สามารถแบ่งแยกได้ทางเคมีของสารที่ยังคงคุณสมบัติทางเคมีของมันไว้ อะตอมเชื่อมต่อซึ่งกันและกัน พันธะเคมี. ก่อนหน้านี้เราได้พิจารณาก. อย่าลืมศึกษาทฤษฎีในหัวข้อ: ประเภทของพันธะเคมี ก่อนศึกษาบทความนี้!

มาดูกันว่าอนุภาครวมตัวกันในสสารได้อย่างไร

ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของอนุภาคที่สัมพันธ์กัน คุณสมบัติของสารที่ก่อตัวอาจแตกต่างกันอย่างมาก ดังนั้นหากอนุภาคอยู่ห่างจากกัน ออกไปนาน(ระยะห่างระหว่างอนุภาคนั้นมากกว่าขนาดของอนุภาคเอง) พวกมันแทบไม่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันพวกมันเคลื่อนที่แบบสุ่มและต่อเนื่องในอวกาศจากนั้นเรากำลังเผชิญกับ แก๊ส .

หากมีอนุภาคอยู่ ปิดซึ่งกันและกัน แต่ วุ่นวาย, มากกว่า มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน, ทำการเคลื่อนไหวแบบแกว่งอย่างรุนแรงในตำแหน่งหนึ่ง แต่สามารถข้ามไปยังตำแหน่งอื่นได้ นี่คือแบบจำลองของโครงสร้าง ของเหลว .

หากมีอนุภาคอยู่ ปิดซึ่งกันและกัน แต่มากขึ้น เป็นระเบียบเรียบร้อย, และ มีปฏิสัมพันธ์มากขึ้นในหมู่พวกเขาเอง แต่เคลื่อนที่ภายในตำแหน่งสมดุลเดียวเท่านั้น โดยไม่ต้องย้ายไปที่อื่น ตำแหน่งที่เรากำลังเผชิญกับ แข็ง .

สารเคมีและสารผสมที่รู้จักส่วนใหญ่สามารถมีอยู่ในสถานะของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือ น้ำ. ภายใต้สภาวะปกตินั้น ของเหลวที่ 0 o C มันแข็งตัว - มันผ่านจากสถานะของเหลวไปยัง แข็งและที่ 100 ° C มันเดือด - เข้าไป เฟสแก๊ส- ไอน้ำ. ในขณะเดียวกัน สารหลายชนิดภายใต้สภาวะปกติจะเป็นก๊าซ ของเหลว หรือของแข็ง ตัวอย่างเช่น อากาศซึ่งเป็นส่วนผสมของไนโตรเจนและออกซิเจนเป็นก๊าซภายใต้สภาวะปกติ แต่ที่ความดันสูงและอุณหภูมิต่ำ ไนโตรเจนและออกซิเจนจะควบแน่นและผ่านเข้าสู่เฟสของเหลว ไนโตรเจนเหลวถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในอุตสาหกรรม บางครั้งโดดเดี่ยว พลาสมาเช่นเดียวกับ ผลึกเหลว,เป็นเฟสแยกกัน

อธิบายคุณสมบัติต่างๆ ของสารแต่ละชนิดและสารผสม การจัดเรียงอนุภาคในอวกาศที่สัมพันธ์กัน!

บทความนี้พิจารณา คุณสมบัติของของแข็งขึ้นอยู่กับโครงสร้างของพวกเขา คุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของของแข็ง: จุดหลอมเหลว, การนำไฟฟ้า, การนำความร้อน, ความแข็งแรงเชิงกล, ความเป็นพลาสติก ฯลฯ

อุณหภูมิหลอมเหลว คืออุณหภูมิที่สารเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลวและในทางกลับกัน

คือความสามารถของสารในการเปลี่ยนรูปโดยไม่แตกหัก

การนำไฟฟ้า คือความสามารถของสารในการนำกระแส

ปัจจุบันคือการเคลื่อนที่ตามคำสั่งของอนุภาคที่มีประจุ. ดังนั้น กระแสสามารถดำเนินการได้โดยสารที่มีอยู่เท่านั้น อนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่. ตามความสามารถในการนำกระแสสารจะถูกแบ่งออกเป็นตัวนำและอิเล็กทริก ตัวนำคือสารที่สามารถนำกระแสได้ (เช่น มีอนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่อยู่) ไดอิเล็กตริกเป็นสารที่ไม่นำกระแสไฟฟ้า

ในของแข็ง อนุภาคของสารสามารถอยู่ได้ วุ่นวาย, หรือ เป็นระเบียบมากขึ้นเกี่ยวกับ. ถ้าอนุภาคของของแข็งอยู่ในอวกาศ วุ่นวาย, สาร ก็เรียก สัณฐาน. ตัวอย่างของสารอสัณฐาน - ถ่านหินแก้วไมก้า.

ถ้าอนุภาคของของแข็งถูกจัดเรียงในอวกาศอย่างเป็นระเบียบ เช่น เป็นรูปโครงสร้างเรขาคณิตสามมิติซ้ำๆ กัน, สารดังกล่าวก็เรียก คริสตัลและโครงสร้างนั่นเอง ตาข่ายคริสตัล . สารส่วนใหญ่ที่เรารู้จักคือคริสตัล อนุภาคนั้นอยู่ใน โหนดตาข่ายคริสตัล

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารที่เป็นผลึกนั้นมีความโดดเด่นด้วย ประเภทของพันธะเคมีระหว่างอนุภาค ในคริสตัล - อะตอม, โมเลกุล, โลหะ, ไอออนิก; ตามรูปทรงเรขาคณิตของเซลล์ที่ง่ายที่สุดของตาข่ายคริสตัล - ลูกบาศก์, หกเหลี่ยม, ฯลฯ

ขึ้นอยู่กับ ประเภทของอนุภาคที่ก่อตัวเป็นตาข่ายคริสตัล , แยกแยะ โครงสร้างอะตอม โมเลกุล อิออน และผลึกโลหะ .

ตาข่ายอะตอมคริสตัล

ตาข่ายผลึกปรมาณูเกิดขึ้นเมื่อมี อะตอม. อะตอมมีการเชื่อมต่อซึ่งกันและกัน พันธะเคมีโควาเลนต์. ดังนั้นตาข่ายคริสตัลจะดีมาก ทนทานมันไม่ง่ายที่จะทำลายมัน โครงผลึกของอะตอมสามารถเกิดขึ้นได้จากอะตอมที่มีวาเลนซ์สูง เช่น ด้วยพันธะจำนวนมากกับอะตอมข้างเคียง (4 อะตอมขึ้นไป) ตามกฎแล้วสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่โลหะ: สารธรรมดา - ซิลิกอน โบรอน คาร์บอน (การดัดแปลง allotropic ของเพชร กราไฟต์) และสารประกอบ (โบโรคาร์บอน ซิลิคอน (IV) ออกไซด์ เป็นต้น.). เนื่องจากพันธะเคมีที่มีโควาเลนต์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นระหว่างอโลหะ อิเล็กตรอนอิสระ(เช่นเดียวกับอนุภาคมีประจุอื่นๆ) ในสารที่มีโครงผลึกของอะตอม ในกรณีส่วนใหญ่ไม่มี. ดังนั้นสารเหล่านี้จึงมัก นำไฟฟ้าได้ไม่ดีนัก เช่น เป็นไดอิเล็กทริก. นี่เป็นรูปแบบทั่วไป ซึ่งมีข้อยกเว้นหลายประการ

การสื่อสารระหว่างอนุภาค ในผลึกปรมาณู: .

ที่โหนดของคริสตัล มีการจัดเรียงโครงสร้างผลึกระดับอะตอม อะตอม.

สถานะเฟส ผลึกปรมาณูภายใต้สภาวะปกติ: ตามกฎแล้ว ของแข็ง.

สารซึ่งก่อตัวเป็นผลึกปรมาณูในสถานะของแข็ง:

1. สารที่เรียบง่าย ความจุสูง (อยู่ตรงกลางตารางธาตุ): โบรอน คาร์บอน ซิลิกอน ฯลฯ
2. สารเชิงซ้อนที่เกิดจากอโลหะเหล่านี้:ซิลิกา (ซิลิคอนออกไซด์, ทรายควอทซ์) SiO 2 ; ซิลิกอนคาร์ไบด์ (คอรันดัม) SiC; โบรอนคาร์ไบด์ โบรอนไนไตรด์ ฯลฯ

คุณสมบัติทางกายภาพของสารที่มีโครงผลึกปรมาณู:

— ความแข็งแกร่ง;

- ความหักเห (จุดหลอมเหลวสูง);

- การนำไฟฟ้าต่ำ

- การนำความร้อนต่ำ

— ความเฉื่อยของสารเคมี (สารที่ไม่ใช้งาน);

- ความไม่ละลายในตัวทำละลาย

โครงผลึกโมเลกุลเป็นโครงตาข่ายที่มีโหนดอยู่ โมเลกุล. ยึดโมเลกุลไว้ในคริสตัล แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอ (กองกำลังแวนเดอร์วาลส์พันธะไฮโดรเจน หรือแรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิต) ดังนั้นตาข่ายคริสตัลตามกฎแล้ว ค่อนข้างง่ายที่จะทำลาย. สารที่มีโครงผลึกโมเลกุล - บอบบาง บอบบาง. ยิ่งแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลมากเท่าใด จุดหลอมเหลวของสารก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น. ตามกฎแล้ว จุดหลอมเหลวของสารที่มีโครงผลึกโมเลกุลไม่สูงกว่า 200-300K ดังนั้นภายใต้สภาวะปกติ สารส่วนใหญ่ที่มีตาข่ายผลึกโมเลกุลจะอยู่ในรูป ก๊าซหรือของเหลว. โดยทั่วไปโครงตาข่ายคริสตัลโมเลกุลนั้นก่อตัวขึ้นในรูปของแข็งโดยกรด, ออกไซด์ของอโลหะ, สารประกอบไบนารีอื่น ๆ ของอโลหะ, สารง่าย ๆ ที่ก่อตัวเป็นโมเลกุลที่เสถียร (ออกซิเจน O 2, ไนโตรเจน N 2, น้ำ H 2 O ฯลฯ) สารอินทรีย์ ตามกฎแล้ว สารเหล่านี้เป็นสารที่มีพันธะโควาเลนต์มีขั้ว (ซึ่งไม่ค่อยมีขั้ว) เพราะ อิเล็กตรอนมีส่วนร่วมในพันธะเคมี สารที่มีผลึกโมเลกุล - อิเล็กทริกตัวนำความร้อนที่ไม่ดี.

การสื่อสารระหว่างอนุภาค ในผลึกโมเลกุล: ม แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล ไฟฟ้าสถิต หรือแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล.

ที่โหนดของคริสตัล มีการจัดเรียงตัวของโครงสร้างผลึกโมเลกุล โมเลกุล.

สถานะเฟส ผลึกโมเลกุลภายใต้สภาวะปกติ: ก๊าซ ของเหลว และของแข็ง.

สารขึ้นรูปในสถานะของแข็ง ผลึกโมเลกุล:

1. สารอโลหะธรรมดาที่สร้างโมเลกุลขนาดเล็กและแข็งแรง (O 2 , N 2 , H 2 , S 8 และอื่น ๆ );
2. สารเชิงซ้อน (สารประกอบของอโลหะ) ที่มีพันธะโควาเลนต์มีขั้ว (ยกเว้นออกไซด์ของซิลิกอนและโบรอน, สารประกอบของซิลิกอนและคาร์บอน) - น้ำ H 2 O, ซัลเฟอร์ออกไซด์ SO 3 เป็นต้น
3. ก๊าซหายากเชิงเดี่ยว (ฮีเลียม นีออน อาร์กอน คริปทอน และอื่น ๆ.);
4. สารอินทรีย์ส่วนใหญ่ที่ไม่มีพันธะไอออนิก — มีเทน CH 4, เบนซิน C 6 H 6 เป็นต้น

คุณสมบัติทางกายภาพ สารที่มีผลึกโมเลกุล:

- ความสามารถในการหลอมละลาย (จุดหลอมเหลวต่ำ):

- การบีบอัดสูง

- ผลึกโมเลกุลในรูปแบบของแข็งเช่นเดียวกับในสารละลายและละลายไม่นำกระแส

- สถานะเฟสภายใต้สภาวะปกติ - ก๊าซ ของเหลว ของแข็ง

- ความผันผวนสูง

- ความแข็งต่ำ

โครงตาข่ายไอออนิกคริสตัล

หากมีอนุภาคที่มีประจุที่โหนดของคริสตัล - ไอออนเราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับ ตาข่ายคริสตัลไอออนิก . ตามกฎแล้วจะมีการสลับผลึกไอออนิก ไอออนบวก(ไอออนบวก) และ ไอออนลบ(แอนไอออน) ดังนั้นอนุภาคในผลึกจึงคงอยู่ แรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิต . สารดังกล่าวสามารถขึ้นอยู่กับชนิดของผลึกและชนิดของไอออนที่ก่อตัวเป็นผลึก ค่อนข้างแข็งแรงและทนทาน. ในสถานะของแข็งตามกฎแล้วไม่มีอนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่ในผลึกไอออนิก แต่เมื่อคริสตัลถูกละลายหรือละลาย ไอออนจะถูกปล่อยออกมาและสามารถเคลื่อนที่ได้ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าภายนอก เหล่านั้น. ดำเนินการแก้ปัญหาหรือละลายในปัจจุบันเท่านั้นผลึกไอออนิก ตาข่ายผลึกไอออนิกเป็นลักษณะของสารที่มี พันธะเคมีไอออนิก. ตัวอย่างสารดังกล่าว เกลือโซเดียมคลอไรด์ แคลเซียมคาร์บอเนต- CaCO 3 เป็นต้น ตามกฎแล้วโครงผลึกไอออนิกจะเกิดขึ้นในเฟสของแข็ง เกลือ เบส รวมทั้งออกไซด์ของโลหะและสารประกอบไบนารีของโลหะและอโลหะ.

การสื่อสารระหว่างอนุภาค ในผลึกไอออนิก: .

ที่โหนดของคริสตัล ด้วยตาข่ายไอออนิก ไอออน.

สถานะเฟส ผลึกไอออนิกภายใต้สภาวะปกติ: โดยปกติ ของแข็ง.

สารเคมี ด้วยตาข่ายคริสตัลไอออนิก:

1. เกลือ (อินทรีย์และอนินทรีย์) รวมทั้งเกลือแอมโมเนียม (ตัวอย่างเช่น, แอมโมเนียมคลอไรด์ NH4Cl);
2. บริเวณ;
3. ออกไซด์ของโลหะ
4. สารประกอบไบนารีที่มีทั้งโลหะและอโลหะ

คุณสมบัติทางกายภาพของสารที่มีโครงสร้างผลึกไอออนิก:

- จุดหลอมเหลวสูง (วัสดุทนไฟ)

- สารละลายและการหลอมละลายของผลึกไอออนิก - ตัวนำกระแสไฟฟ้า

- สารประกอบส่วนใหญ่ละลายได้ในตัวทำละลายมีขั้ว (น้ำ)

- สถานะของแข็งในสารประกอบส่วนใหญ่ภายใต้สภาวะปกติ

และในที่สุดโลหะก็มีลักษณะโครงสร้างเชิงพื้นที่แบบพิเศษ - ตาข่ายคริสตัลโลหะซึ่งจะครบกำหนด พันธะเคมีของโลหะ . อะตอมของโลหะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนค่อนข้างน้อย ในผลึกที่เกิดจากโลหะ กระบวนการต่อไปนี้เกิดขึ้นพร้อมๆ กัน: อะตอมบางส่วนให้อิเล็กตรอนและกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก; เหล่านี้ อิเล็กตรอนเคลื่อนที่แบบสุ่มในคริสตัล; อิเล็กตรอนบางส่วนถูกดึงดูดไปยังไอออน. กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นพร้อมกันและสุ่ม ทางนี้, ไอออนปรากฏขึ้น เช่นเดียวกับการสร้างพันธะไอออนิก และ เกิดอิเล็กตรอนร่วมกัน เช่นเดียวกับการสร้างพันธะโคเวเลนต์ อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่แบบสุ่มและต่อเนื่องตลอดปริมาตรของผลึก เหมือนกับก๊าซ ดังนั้นบางครั้งจึงเรียกว่า ก๊าซอิเล็กตรอน ". เนื่องจากมีอนุภาคโลหะที่มีประจุเคลื่อนที่จำนวนมาก นำไฟฟ้าความร้อน. จุดหลอมเหลวของโลหะแตกต่างกันอย่างมาก โลหะยังมีลักษณะ ความแวววาวของโลหะที่แปลกประหลาด ความอ่อนตัว, เช่น. ความสามารถในการเปลี่ยนรูปร่างโดยไม่ทำลายภายใต้ความเค้นทางกลที่รุนแรง tk. พันธะเคมีไม่แตกหัก

การสื่อสารระหว่างอนุภาค : .

ที่โหนดของคริสตัล ด้วยตะแกรงโลหะ ไอออนของโลหะและอะตอม.

สถานะเฟส โลหะภายใต้สภาวะปกติ: มักจะเป็นของแข็ง(ข้อยกเว้น - ปรอท ของเหลวภายใต้สภาวะปกติ)

สารเคมี ด้วยตาข่ายคริสตัลโลหะ - สารธรรมดา - โลหะ.

คุณสมบัติทางกายภาพของสารที่มีโครงตาข่ายโลหะ:

– การนำความร้อนและไฟฟ้าสูง

- ความอ่อนตัวและความเป็นพลาสติก

- ความมันวาวของโลหะ

— โลหะโดยทั่วไปไม่ละลายในตัวทำละลาย

โลหะส่วนใหญ่เป็นของแข็งภายใต้สภาวะปกติ

การเปรียบเทียบคุณสมบัติของสารที่มีโครงผลึกต่างกัน

ประเภทของโครงผลึก (หรือไม่มีโครงผลึก) ทำให้สามารถประเมินคุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของสารได้ สำหรับการเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพโดยทั่วไปของสารประกอบที่มีโครงผลึกต่างกัน จะเป็นการสะดวกมากที่จะใช้สารเคมีกับ คุณสมบัติเฉพาะ. สำหรับโครงข่ายโมเลกุล ตัวอย่างเช่น คาร์บอนไดออกไซด์สำหรับโครงตาข่ายอะตอมคริสตัล - เพชรสำหรับโลหะ - ทองแดงและสำหรับตาข่ายคริสตัลไอออนิก - เกลือ, เกลือแกงโซเดียมคลอไรด์

ตารางสรุปเกี่ยวกับโครงสร้างของสารอย่างง่ายที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีจากกลุ่มย่อยหลักของตารางธาตุ (องค์ประกอบของกลุ่มย่อยรองคือโลหะดังนั้นจึงมีตาข่ายคริสตัลโลหะ)

ตารางสุดท้ายของความสัมพันธ์ของคุณสมบัติของสารกับโครงสร้าง:

ของแข็งส่วนใหญ่ได้แก่ โครงสร้างผลึกซึ่งอนุภาคที่ "สร้างขึ้น" นั้นอยู่ในลำดับที่แน่นอน จึงสร้าง ตาข่ายคริสตัล. มันถูกสร้างขึ้นจากหน่วยโครงสร้างที่ซ้ำกัน - เซลล์พื้นฐานซึ่งเชื่อมโยงกับเซลล์ข้างเคียงสร้างโหนดเพิ่มเติม เป็นผลให้มีโครงผลึกที่แตกต่างกัน 14 แบบ

ประเภทของคริสตัลขัดแตะ

ขึ้นอยู่กับอนุภาคที่โหนดตาข่ายมี:

• ตาข่ายคริสตัลโลหะ
• ตาข่ายคริสตัลไอออนิก
• ตาข่ายคริสตัลโมเลกุล
• ตาข่ายผลึกโมเลกุลขนาดใหญ่ (อะตอม)

พันธะโลหะในผลึกขัดแตะ

ผลึกไอออนิกมีความเปราะบางเพิ่มขึ้น tk การเปลี่ยนแปลงของตาข่ายคริสตัล (แม้แต่เพียงเล็กน้อย) นำไปสู่ความจริงที่ว่าไอออนที่มีประจุเหมือนกันเริ่มผลักกัน และพันธะจะแตก ร้าว และแตกออก

พันธะโมเลกุลของโครงผลึก

คุณสมบัติหลักของพันธะระหว่างโมเลกุลคือ "ความอ่อนแอ" (van der Waals, ไฮโดรเจน)

นี่คือพื้นผิวของน้ำแข็ง โมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจน โดยมี 4 โมเลกุลล้อมรอบ ทำให้มีโครงสร้างเป็นรูปทรงสี่หน้า

พันธะไฮโดรเจนอธิบายจุดเดือดสูง จุดหลอมเหลว และความหนาแน่นต่ำ

พันธะแมคโครโมเลกุลของโครงผลึก

อะตอมอยู่ที่โหนดของตาข่ายคริสตัล คริสตัลเหล่านี้แบ่งออกเป็น 3 ประเภท:

• กรอบ;
• โซ่;
• โครงสร้างชั้น

โครงสร้างเฟรมครอบครองเพชรซึ่งเป็นหนึ่งในสารที่แข็งที่สุดในธรรมชาติ อะตอมของคาร์บอนสร้างพันธะโควาเลนต์ที่เหมือนกัน 4 พันธะ ซึ่งระบุรูปร่างของจัตุรมุขปกติ ( sp 3 - การผสมพันธุ์). แต่ละอะตอมมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวที่สามารถจับกับอะตอมข้างเคียงได้ เป็นผลให้เกิดตาข่ายสามมิติขึ้นในโหนดที่มีอะตอมของคาร์บอนเท่านั้น

ต้องใช้พลังงานจำนวนมากในการทำลายโครงสร้างดังกล่าว จุดหลอมเหลวของสารประกอบดังกล่าวสูง (สำหรับเพชรคือ 3500°C)

โครงสร้างชั้นบ่งชี้ว่ามีพันธะโควาเลนต์ในแต่ละชั้นและพันธะแวนเดอร์วาลส์ที่อ่อนแอระหว่างชั้น

พิจารณาตัวอย่าง: กราไฟท์ คาร์บอนแต่ละอะตอมอยู่ใน sp 2 - การผสมพันธุ์ อิเล็กตรอนคู่ที่ 4 สร้างพันธะแวนเดอร์วาลส์ระหว่างชั้น ดังนั้นชั้นที่ 4 จึงเคลื่อนที่ได้มาก:

พันธะอ่อนแอจึงแตกง่ายซึ่งสามารถสังเกตได้ด้วยดินสอ - "คุณสมบัติการเขียน" - ชั้นที่ 4 ยังคงอยู่บนกระดาษ

กราไฟต์เป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม (อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ไปตามระนาบของชั้น)

โครงสร้างโซ่มีออกไซด์ (เช่น ดังนั้น 3 ) ซึ่งตกผลึกในรูปของเข็มแวววาว โพลิเมอร์ สารอสัณฐานบางชนิด ซิลิเกต (ใยหิน)

ย้อนกลับ

ความสนใจ! การแสดงตัวอย่างสไลด์มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ข้อมูลเท่านั้น และอาจไม่ได้แสดงถึงขอบเขตทั้งหมดของงานนำเสนอ หากคุณสนใจงานนี้ โปรดดาวน์โหลดเวอร์ชันเต็ม

ประเภทบทเรียน: รวม.

จุดประสงค์ของบทเรียน:เพื่อสร้างเงื่อนไขสำหรับการก่อตัวของความสามารถของนักเรียนในการสร้างการพึ่งพาเชิงสาเหตุของคุณสมบัติทางกายภาพของสารกับชนิดของพันธะเคมีและประเภทของผลึกขัดแตะ เพื่อทำนายชนิดของผลึกขัดแตะตามคุณสมบัติทางกายภาพของสาร

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

• เพื่อสร้างแนวคิดเกี่ยวกับสถานะผลึกและสถานะอสัณฐานของของแข็ง เพื่อให้นักเรียนรู้จักโครงผลึกชนิดต่างๆ เพื่อสร้างการพึ่งพาคุณสมบัติทางกายภาพของผลึกกับธรรมชาติของพันธะเคมีในผลึกและชนิดของโครงผลึก เพื่อให้นักเรียนได้ทราบแนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับอิทธิพลของธรรมชาติของพันธะเคมีและชนิดของโครงผลึกที่มีต่อคุณสมบัติของสสาร
• เพื่อสร้างโลกทัศน์ของนักเรียนต่อไปเพื่อพิจารณาอิทธิพลร่วมกันของส่วนประกอบของอนุภาคโครงสร้างทั้งหมดของสารอันเป็นผลมาจากคุณสมบัติใหม่ปรากฏขึ้นเพื่อปลูกฝังความสามารถในการจัดระเบียบงานด้านการศึกษาตามกฎของ การทำงานเป็นทีม
• เพื่อพัฒนาความสนใจทางปัญญาของเด็กนักเรียนโดยใช้สถานการณ์ปัญหา

อุปกรณ์:ระบบธาตุของ D.I. Mendeleev, คอลเลกชัน "โลหะ", อโลหะ: กำมะถัน, กราไฟต์, ฟอสฟอรัสแดง, ผลึกซิลิคอน, ไอโอดีน; งานนำเสนอ "ประเภทของคริสตัลขัดแตะ" แบบจำลองของคริสตัลขัดแตะประเภทต่างๆ (เกลือ เพชรและกราไฟต์ คาร์บอนไดออกไซด์และไอโอดีน โลหะ) ตัวอย่างพลาสติกและผลิตภัณฑ์จากพวกเขา แก้ว ดินน้ำมัน คอมพิวเตอร์ เครื่องฉายภาพ

ระหว่างเรียน

1. ช่วงเวลาขององค์กร

ครูทักทายนักเรียนแก้ไขสิ่งที่ขาด

2. ตรวจความรู้เรื่อง “พันธะเคมี” ระดับของการเกิดออกซิเดชัน”

งานอิสระ (15 นาที)

3. การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

ครูประกาศหัวข้อของบทเรียนและจุดประสงค์ของบทเรียน (สไลด์ 1,2)

นักเรียนเขียนวันที่และหัวข้อของบทเรียนลงในสมุดบันทึก

อัพเดทความรู้.

ครูถามคำถามในชั้นเรียน:

1. คุณรู้จักอนุภาคประเภทใด ไอออน อะตอม และโมเลกุลมีประจุหรือไม่?
2. คุณรู้จักพันธะเคมีประเภทใด
3. สถานะของการรวมตัวของสารคืออะไร?

ครู:“สสารใดๆ สามารถเป็นได้ทั้งแก๊ส ของเหลว และของแข็ง ตัวอย่างเช่นน้ำ ภายใต้สภาวะปกติ จะเป็นของเหลว แต่สามารถเป็นไอน้ำและน้ำแข็งได้ หรือออกซิเจนภายใต้สภาวะปกติจะเป็นก๊าซ ที่อุณหภูมิ -1940 C มันจะกลายเป็นของเหลวสีน้ำเงิน และที่อุณหภูมิ -218.8° C มันจะแข็งตัวเป็นก้อนคล้ายหิมะซึ่งประกอบด้วยผลึกสีน้ำเงิน ในบทเรียนนี้ เราจะพิจารณาสถานะของแข็งของสาร: อสัณฐานและผลึก (สไลด์ 3)

ครู:สารอสัณฐานไม่มีจุดหลอมเหลวที่ชัดเจน - เมื่อได้รับความร้อน สารอสัณฐานจะค่อยๆ อ่อนตัวและกลายเป็นของเหลว สารอสัณฐาน ได้แก่ ช็อคโกแลตซึ่งละลายทั้งในมือและในปาก หมากฝรั่ง, ดินน้ำมัน, ขี้ผึ้ง, พลาสติก (แสดงตัวอย่างของสารดังกล่าว) (สไลด์ 7)

สารที่เป็นผลึกมีจุดหลอมเหลวที่ชัดเจน และที่สำคัญที่สุดคือมีลักษณะการจัดเรียงตัวที่ถูกต้องของอนุภาค ณ จุดที่กำหนดไว้อย่างเข้มงวดในอวกาศ (สไลด์ 5,6) เมื่อจุดเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยเส้นตรง จะเกิดกรอบเชิงพื้นที่ที่เรียกว่าโครงตาข่ายคริสตัล จุดที่อนุภาคคริสตัลตั้งอยู่เรียกว่าโหนดขัดแตะ

นักเรียนเขียนคำจำกัดความลงในสมุดบันทึก: "โครงตาข่ายคริสตัลคือชุดของจุดในอวกาศซึ่งมีอนุภาคที่ก่อตัวเป็นผลึกตั้งอยู่ จุดที่อนุภาคของคริสตัลตั้งอยู่เรียกว่าโหนดของโครงตาข่าย

ขึ้นอยู่กับชนิดของอนุภาคที่อยู่ในโหนดของโครงตาข่ายนี้ มีโครงตาข่าย 4 ประเภท (สไลด์ 8) หากมีไอออนในโหนดของโครงตาข่ายคริสตัล โครงตาข่ายดังกล่าวจะเรียกว่าไอออนิก

ครูถามคำถามนักเรียน:

- อะไรจะเรียกว่าคริสตัลขัดแตะซึ่งมีอะตอมโมเลกุลอยู่ในโหนด?

แต่มีโครงผลึกซึ่งมีทั้งอะตอมและไอออนอยู่ในโหนด ตะแกรงดังกล่าวเรียกว่าโลหะ

ตอนนี้เราจะกรอกข้อมูลในตาราง: "โปรยคริสตัล, ประเภทของพันธะและคุณสมบัติของสาร" ในระหว่างการกรอกข้อมูลในตาราง เราจะสร้างความสัมพันธ์ระหว่างประเภทของโครงตาข่าย ประเภทของการเชื่อมต่อระหว่างอนุภาคและคุณสมบัติทางกายภาพของของแข็ง

พิจารณาโครงผลึกประเภทที่ 1 ซึ่งเรียกว่าไอออนิก (สไลด์ 9)

พันธะเคมีในสารเหล่านี้คืออะไร?

ดูโครงตาข่ายไอออนิกคริสตัล (แสดงแบบจำลองของโครงตาข่ายดังกล่าว) ที่โหนดของมันคือไอออนที่มีประจุบวกและลบ ตัวอย่างเช่น ผลึกโซเดียมคลอไรด์ประกอบด้วยไอออนของโซเดียมที่เป็นบวกและไอออนของคลอไรด์ที่เป็นลบในตาข่ายรูปลูกบาศก์ สารที่มีโครงผลึกไอออนิก ได้แก่ เกลือ ออกไซด์ และไฮดรอกไซด์ของโลหะทั่วไป สารที่มีโครงผลึกไอออนิกมีความแข็งและความแข็งแรงสูง เป็นสารทนไฟและไม่ระเหยง่าย

ครู:คุณสมบัติทางกายภาพของสารที่มีโครงผลึกอะตอมจะเหมือนกับของสารที่มีโครงผลึกไอออนิก แต่มักจะอยู่ในขั้นสูงสุด - แข็งมาก แข็งแรงมาก เพชร ซึ่งโครงผลึกของอะตอมเป็นสารที่แข็งที่สุดในบรรดาสารธรรมชาติทั้งหมด ทำหน้าที่เป็นมาตรฐานความแข็งซึ่งตามระบบ 10 คะแนนจะได้รับคะแนนสูงสุด 10 (สไลด์ 10) ตามตาข่ายคริสตัลประเภทนี้คุณจะต้องป้อนข้อมูลที่จำเป็นลงในตารางโดยทำงานกับตำราเรียนอย่างอิสระ

ครู:ลองพิจารณาโครงตาข่ายคริสตัลประเภทที่ 3 ซึ่งเรียกว่าโลหะ (สไลด์ 11,12) ที่โหนดของตาข่ายดังกล่าวมีอะตอมและไอออนซึ่งอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระและรวมเข้าด้วยกันเป็นหนึ่งเดียว

โครงสร้างภายในของโลหะดังกล่าวกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพที่เป็นลักษณะเฉพาะ

ครู:คุณรู้คุณสมบัติทางกายภาพของโลหะอะไรบ้าง? (ความเหนียว, ความเป็นพลาสติก, การนำไฟฟ้าและความร้อน, ความมันวาวของโลหะ)

ครู:สารทั้งหมดแบ่งออกเป็นกลุ่มใดตามโครงสร้าง? (สไลด์ 12)

ให้เราพิจารณาประเภทของโครงตาข่ายคริสตัลซึ่งครอบครองโดยสารที่รู้จักกันดี เช่น น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจน ไนโตรเจน และอื่น ๆ เรียกว่าโมเลกุล (สไลด์ 14)

อนุภาคใดอยู่ที่โหนดของแลตทิซนี้

พันธะเคมีในโมเลกุลที่อยู่บริเวณแลตทิซสามารถเป็นได้ทั้งแบบโควาเลนต์มีขั้วและไม่มีขั้วโควาเลนต์ แม้จะมีความจริงที่ว่าอะตอมภายในโมเลกุลถูกผูกมัดด้วยพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งมาก แต่แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอก็ทำหน้าที่ระหว่างโมเลกุลด้วยกันเอง ดังนั้นสารที่มีผลึกโมเลกุลจึงมีความแข็งต่ำ จุดหลอมเหลวต่ำ และระเหยง่าย เมื่อสารที่เป็นก๊าซหรือของเหลวเปลี่ยนเป็นของแข็งภายใต้สภาวะพิเศษ สารเหล่านี้จะมีโครงผลึกโมเลกุล ตัวอย่างของสารดังกล่าวอาจเป็นน้ำที่เป็นของแข็ง - น้ำแข็ง คาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นของแข็ง - น้ำแข็งแห้ง ตาข่ายดังกล่าวมีแนฟทาลีนซึ่งใช้เพื่อป้องกันผลิตภัณฑ์ขนสัตว์จากแมลงเม่า

– คุณสมบัติใดของโครงผลึกโมเลกุลที่กำหนดการใช้แนฟทาลีน? (ความผันผวน). อย่างที่คุณเห็นโครงตาข่ายคริสตัลโมเลกุลสามารถมีได้ไม่เพียงแค่ของแข็งเท่านั้น เรียบง่ายสาร: ก๊าซมีตระกูล, H 2, O 2, N 2, I 2, O 3, ฟอสฟอรัสขาว P 4 และ และซับซ้อน: น้ำของแข็ง ไฮโดรเจนคลอไรด์ที่เป็นของแข็ง และไฮโดรเจนซัลไฟด์ สารประกอบอินทรีย์ที่เป็นของแข็งส่วนใหญ่มีโครงผลึกโมเลกุล (แนพทาลีน กลูโคส น้ำตาล)

ไซต์แลตทิซประกอบด้วยโมเลกุลที่ไม่มีขั้วหรือมีขั้ว แม้จะมีความจริงที่ว่าอะตอมภายในโมเลกุลถูกผูกมัดด้วยพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่ง แต่แรงที่อ่อนแอของการปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลก็ทำหน้าที่ระหว่างโมเลกุลด้วยกันเอง

สรุป: สารมีความเปราะบาง มีความแข็งต่ำ จุดหลอมเหลวต่ำ ระเหยง่าย

คำถาม: กระบวนการใดที่เรียกว่าการระเหิดหรือการระเหิด?

คำตอบ: การเปลี่ยนสถานะของสารจากสถานะของแข็งทันทีไปเป็นสถานะก๊าซโดยผ่านสถานะของเหลวเรียกว่า การระเหิดหรือการระเหิด.

การสาธิตประสบการณ์: การระเหิดของไอโอดีน

จากนั้นให้นักเรียนผลัดกันตั้งชื่อข้อมูลที่จดลงในตาราง

ผลึกแลตทิซ ชนิดของพันธะและสมบัติของสาร.

ประเภทขัดแตะ	ประเภทของอนุภาคที่ไซต์แลตทิซ	ประเภทการสื่อสาร ระหว่างอนุภาค	ตัวอย่างสาร	คุณสมบัติทางกายภาพของสาร
ไอออนิก	ไอออน	ไอออนิก - พันธะที่แข็งแกร่ง	เกลือ เฮไลด์ (IA, IIA) ออกไซด์และไฮดรอกไซด์ของโลหะทั่วไป	แข็ง แข็งแรง ไม่ระเหย เปราะ ทนไฟ หลายชนิดละลายน้ำได้ หลอมเหลว นำไฟฟ้าได้
อะตอม	อะตอม	1. โควาเลนต์ไม่มีขั้ว - พันธะมีความแข็งแรงมาก 2. ขั้วโควาเลนต์ - พันธะมีความแข็งแรงมาก	สารอย่างง่าย ก: เพชร (C), กราไฟต์ (C), โบรอน (B), ซิลิกอน (Si). สารเชิงซ้อน : อะลูมิเนียมออกไซด์ (Al 2 O 3), ซิลิคอนออกไซด์ (IV) - SiO 2	แข็งมาก ทนไฟมาก แข็งแรง ไม่ระเหย ไม่ละลายน้ำ
โมเลกุล	โมเลกุล	ระหว่างโมเลกุล - แรงที่อ่อนแอ แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลแต่ ภายในโมเลกุล - พันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่ง	ของแข็งภายใต้สภาวะพิเศษซึ่งภายใต้สภาวะปกติคือก๊าซหรือของเหลว (O 2 , H 2 , Cl 2 , N 2 , Br 2 , H 2 O, CO 2 , HCl); กำมะถัน ฟอสฟอรัสขาว ไอโอดีน; อินทรียฺวัตถุ	เปราะบาง, ระเหยง่าย, หลอมละลาย, สามารถระเหิดได้, มีความแข็งเล็กน้อย
โลหะ	ไอออนของอะตอม	โลหะ - ความแข็งแรงต่างกัน	โลหะและโลหะผสม	เหนียว มีความมัน ความเหนียว การนำความร้อนและไฟฟ้า

ครู:เราสามารถสรุปอะไรได้บ้างจากงานที่ทำบนโต๊ะ?

ข้อสรุปที่ 1: คุณสมบัติทางกายภาพของสารขึ้นอยู่กับชนิดของผลึกขัดแตะ องค์ประกอบของสาร → ประเภทของพันธะเคมี → ประเภทของผลึกแลตทิซ → สมบัติของสาร . (สไลด์ 18)

คำถาม: โครงตาข่ายคริสตัลชนิดใดที่ไม่พบในสารธรรมดา?

ตอบ: โปรยคริสตัลไอออนิก

คำถาม: โครงผลึกแบบใดที่เป็นแบบฉบับของสารธรรมดา?

ตอบ: สำหรับสารธรรมดา - โลหะ - ตาข่ายคริสตัลโลหะ สำหรับอโลหะ - อะตอมหรือโมเลกุล

ทำงานกับระบบธาตุของ D.I. เมนเดเลเยฟ.

คำถาม:ธาตุโลหะอยู่ที่ไหนในตารางธาตุและทำไม? องค์ประกอบไม่ใช่โลหะและทำไม?

ตอบ : หากเราวาดเส้นทแยงมุมจากโบรอนถึงแอสทาทีนแล้วที่มุมซ้ายล่างจากเส้นทแยงมุมนี้จะมีองค์ประกอบโลหะเพราะ ที่ระดับพลังงานสุดท้ายจะมีอิเล็กตรอนตั้งแต่หนึ่งถึงสามตัว เหล่านี้คือธาตุ I A, II A, III A (ยกเว้นโบรอน) รวมทั้งดีบุกและตะกั่ว พลวง และธาตุทั้งหมดในกลุ่มย่อยทุติยภูมิ

องค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะตั้งอยู่ที่มุมบนขวาของเส้นทแยงมุมนี้เพราะ ที่ระดับพลังงานสุดท้ายมีอิเล็กตรอนตั้งแต่สี่ถึงแปดตัว เหล่านี้คือธาตุ IV A, VA, VI A, VII A, VIII A และโบรอน

ครู:มาหาธาตุอโลหะที่สารธรรมดามีโครงผลึกอะตอม (คำตอบ: C, B, Si) และโมเลกุล ( คำตอบ: N, S, O , ฮาโลเจนและก๊าซมีตระกูล )

ครู: กำหนดข้อสรุปเกี่ยวกับวิธีการกำหนดประเภทของตาข่ายคริสตัลของสารอย่างง่ายขึ้นอยู่กับตำแหน่งขององค์ประกอบในระบบธาตุของ D.I. Mendeleev

ตอบ: สำหรับธาตุโลหะที่อยู่ใน I A, II A, IIIA (ยกเว้นโบรอน) รวมทั้งดีบุกและตะกั่ว และธาตุทั้งหมดในกลุ่มย่อยทุติยภูมิในสารธรรมดา ประเภทแลตทิซจะเป็นโลหะ

สำหรับธาตุอโลหะ IV A และโบรอนในสารธรรมดา โครงตาข่ายคริสตัลคืออะตอม และธาตุ V A, VI A, VII A, VIII A ในสารอย่างง่ายมีโครงผลึกโมเลกุล

เรายังคงทำงานกับตารางที่สมบูรณ์

ครู: ดูตารางอย่างใกล้ชิด สังเกตรูปแบบใด

เราตั้งใจฟังคำตอบของนักเรียน หลังจากนั้นเราก็ทำการสรุปร่วมกับชั้นเรียน บทสรุป 2 (สไลด์ 17)

4. แก้ไขวัสดุ.

ทดสอบ (การควบคุมตนเอง):

สารที่มีผลึกโมเลกุลตามกฎ:
ก) ทนไฟและละลายน้ำได้สูง
b) หลอมละลายและระเหยได้
c) ของแข็งและนำไฟฟ้า
ง) ตัวนำความร้อนและพลาสติก

แนวคิดของ "โมเลกุล" ไม่สามารถใช้ได้กับหน่วยโครงสร้างของสาร:
น้ำ
ข) ออกซิเจน
ค) เพชร
ง) โอโซน

โครงผลึกของอะตอมมีลักษณะเฉพาะสำหรับ:
ก) อะลูมิเนียมและกราไฟต์
ข) กำมะถันและไอโอดีน
ค) ซิลิคอนออกไซด์และโซเดียมคลอไรด์
ง) เพชรและโบรอน

ถ้าสารละลายน้ำได้สูง มีจุดหลอมเหลวสูง และเป็นตัวนำไฟฟ้า โครงผลึกของสารนั้น:
ก) โมเลกุล
ข) นิวเคลียร์
ค) อิออน
ง) โลหะ

5. การสะท้อน

6. การบ้าน

อธิบายโครงตาข่ายคริสตัลแต่ละประเภทตามแผน: สิ่งที่อยู่ในโหนดของโครงตาข่ายคริสตัล หน่วยโครงสร้าง → ประเภทของพันธะเคมีระหว่างอนุภาคของโหนด → แรงกระทำระหว่างอนุภาคคริสตัล → คุณสมบัติทางกายภาพที่เกิดจากโครงตาข่ายคริสตัล → สถานะรวมของสสารภายใต้สภาวะปกติ → ตัวอย่าง

ตามสูตรของสารที่กำหนด: SiC, CS 2 , NaBr, C 2 H 2 - กำหนดประเภทของโครงตาข่ายคริสตัล (ไอออนิก, โมเลกุล) ของแต่ละสารประกอบและอธิบายคุณสมบัติทางกายภาพที่คาดหวังของแต่ละองค์ประกอบ สี่สาร

ดังที่เราทราบแล้วว่าสสารสามารถดำรงอยู่ได้ในสามสถานะของการรวมตัว: ก๊าซ, แข็งและ ของเหลว. ออกซิเจนซึ่งอยู่ในสถานะก๊าซภายใต้สภาวะปกติที่อุณหภูมิ -194 ° C จะถูกเปลี่ยนเป็นของเหลวสีน้ำเงินและที่อุณหภูมิ -218.8 ° C จะกลายเป็นก้อนหิมะที่มีผลึกสีน้ำเงิน

ช่วงอุณหภูมิสำหรับการคงอยู่ของสารในสถานะของแข็งนั้นพิจารณาจากจุดเดือดและจุดหลอมเหลว ของแข็งเป็น ผลึกและ สัณฐาน.

ที่ สารอสัณฐานไม่มีจุดหลอมเหลวคงที่ - เมื่อได้รับความร้อน จะค่อยๆ อ่อนตัวและกลายเป็นของเหลว ตัวอย่างเช่นในสถานะนี้มีเรซินดินน้ำมันหลายชนิด

สารผลึกแตกต่างกันในการจัดเรียงปกติของอนุภาคซึ่งประกอบกัน: อะตอม โมเลกุล และไอออน ณ จุดที่กำหนดอย่างเคร่งครัดในอวกาศ เมื่อจุดเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยเส้นตรง จะเกิดกรอบเชิงพื้นที่ ซึ่งเรียกว่าโครงตาข่ายคริสตัล จุดที่อนุภาคคริสตัลตั้งอยู่เรียกว่า โหนดขัดแตะ

ที่โหนดของตาข่ายที่เราจินตนาการ อาจมีไอออน อะตอม และโมเลกุล อนุภาคเหล่านี้สั่น เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ขอบเขตของความผันผวนเหล่านี้ก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งนำไปสู่การขยายตัวทางความร้อนของร่างกาย

ขึ้นอยู่กับชนิดของอนุภาคที่อยู่ในโหนดของโครงตาข่ายคริสตัลและลักษณะของการเชื่อมต่อระหว่างพวกมัน โครงผลึกสี่ประเภทนั้นแตกต่างกัน: ไอออนิก, อะตอม, โมเลกุลและ โลหะ.

ไอออนิกเรียกว่าโปรยคริสตัลดังกล่าวที่โหนดซึ่งมีไอออนอยู่ พวกมันเกิดจากสารที่มีพันธะไอออนิกซึ่งสามารถเชื่อมโยงกับทั้งไอออนอย่างง่าย Na +, Cl- และ SO24-, OH- เชิงซ้อน ดังนั้น โครงผลึกไอออนิกจึงมีเกลือ ออกไซด์และไฮดรอกซิลของโลหะบางชนิด เช่น สารที่มีพันธะเคมีไอออนิก ลองพิจารณาผลึกโซเดียมคลอไรด์ซึ่งประกอบด้วยไอออนบวก Na+ และไอออนลบสลับกัน รวมตัวกันเป็นโครงตาข่ายในรูปของลูกบาศก์ พันธะระหว่างไอออนในผลึกนั้นเสถียรมาก ด้วยเหตุนี้ สารที่มีตาข่ายไอออนิกจึงมีความแข็งแรงและความแข็งค่อนข้างสูง เป็นสารทนไฟและไม่ระเหยง่าย

นิวเคลียร์โปรยคริสตัลเรียกว่าโปรยคริสตัลที่โหนดที่มีอะตอมแต่ละตัว ในแลตทิซดังกล่าว อะตอมเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ที่แรงมาก ตัวอย่างเช่น เพชรเป็นหนึ่งในการดัดแปลงแบบ allotropic ของคาร์บอน

สสารที่มีโครงผลึกปรมาณูนั้นไม่ได้มีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ เหล่านี้รวมถึงผลึกโบรอน ซิลิคอน และเจอร์เมเนียม ตลอดจนสารเชิงซ้อน เช่น สารที่มีซิลิกอนออกไซด์ (IV) - SiO 2: ซิลิกา ควอตซ์ ทราย หินคริสตัล

สารส่วนใหญ่ที่มีตาข่ายคริสตัลอะตอมมีจุดหลอมเหลวสูงมาก (สำหรับเพชรนั้นเกิน 3,500 ° C) สารดังกล่าวมีความแข็งแรงและแข็งไม่ละลายน้ำ

โมเลกุลเรียกว่าโครงผลึกดังกล่าวที่โหนดของโมเลกุล พันธะเคมีในโมเลกุลเหล่านี้สามารถเป็นได้ทั้งแบบมีขั้ว (HCl, H 2 0) หรือไม่มีขั้ว (N 2 , O 3) และแม้ว่าอะตอมภายในโมเลกุลจะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ที่แรงมาก แต่แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแรงก็กระทำระหว่างโมเลกุลด้วยกันเอง นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมสารที่มีโครงผลึกโมเลกุลจึงมีความแข็งต่ำ จุดหลอมเหลวต่ำ และความผันผวนต่ำ

ตัวอย่างของสารดังกล่าว ได้แก่ น้ำที่เป็นของแข็ง - น้ำแข็ง, คาร์บอนมอนอกไซด์ที่เป็นของแข็ง (IV) - "น้ำแข็งแห้ง", ไฮโดรเจนคลอไรด์ที่เป็นของแข็งและไฮโดรเจนซัลไฟด์, สารที่เป็นของแข็งที่เกิดขึ้นจากหนึ่ง - (ก๊าซมีตระกูล), สอง - (H 2, O 2, CL 2 , N 2, I 2), สาม - (O 3), สี่ - (P 4), แปดอะตอม (S 8) โมเลกุล สารประกอบอินทรีย์ที่เป็นของแข็งส่วนใหญ่มีโครงผลึกโมเลกุล (แนพทาลีน กลูโคส น้ำตาล)

ไซต์ที่มีการคัดลอกเนื้อหาทั้งหมดหรือบางส่วนจำเป็นต้องมีลิงก์ไปยังแหล่งที่มา