§ 48. Кристаллическое состояние веществ (окончание)

1. Молекулярные кристаллические решётки — это решётки, в узлах которых расположены молекулы, связанные между собой слабыми силами межмолекулярного взаимодействия.

Задание 2. Приведите примеры молекулярных твёрдых веществ. С помощью какой химической связи образованы молекулы этих веществ? На примере льда (Н90), кристаллического иода сделайте вывод о свойствах веществ с молекулярной кристаллической решёткой.

Модель кристаллической решётки оксида углерода

Примером веществ с молекулярной кристаллической решёткой может служить кристаллический оксид углерода (IV) СО₂, — «сухой лёд». Рассмотрим модель его кристаллической решётки (рис. 79). В её узлах находятся молекулы.

Многие вещества в твёрдом состоянии имеют молекулярную кристаллическую решётку; особенно органические. Атомы в их молекулах связаны прочными ковалентными связями. Молекулы же в кристаллах стянуты слабыми межмолекулярными силами, которые легко разорвать. Поэтому кристаллы с молекулярной решёткой обладают малой твёрдостью, легкоплавки, летучи. Молекулярные вещества легко переходят из одного агрегатного состояния в другое. Примером может служить возгонка иода.

2. Атомные кристаллические решётки — решётки, в которых расположены атомы, стянутые в кристалле прочными ковалентными связями. Атомных кристаллов сравнительно немного. Примерами таких твёрдых веществ служат простые вещества — алмаз, кремний; сложные вещества — карбид кальция, сульфид цинка, диоксид кремния и др. Так, например, кристалл алмаза (рис. 80) имеет форму тетраэдра. Следовательно, структурную его единицу представляет тетраэдр. В центре его ячейки расположен атом углерода, прочно связанный с четырьмя другими атомами углерода с помощью электронных пар. Все связи одинаковы, как и углы, образующиеся между атомами.

Модель кристаллической решётки алмаза

Благодаря высокой прочности ковалентной связи атомные кристаллы имеют высокую прочность, они тугоплавки. Температура плавления алмаза +3500 °С. Алмаз — наиболее твёрдое вещество.

3. Ионные кристаллические решётки — это решётки, в узлах которых расположены ионы с противоположными зарядами. Связь между ионами осуществляется за счёт электростатического притяжения. Типичный представитель веществ с такой решёткой — поваренная соль (см. рис. 78). Ионные кристаллические решётки характерны для многих соединений с ионной связью. Это соли, щёлочи.

Энергия кристаллических решёток ионных соединений высокая (для NaCl она равна 778 кДж/моль, для CaF₂ — 2283 кДж/моль). Ионные кристаллы отличаются высокой твёрдостью и температурой плавления, малой летучестью. По свойствам они сходны с атомными кристаллами.

4. Металлические кристаллические решётки присущи простым веществам — металлам. Подробно они рассматриваются в 9 классе.

Выводы

1. Многие простые и сложные вещества имеют кристаллическую структуру. Для них характерны закономерное расположение частиц в трёхмерном пространстве и строгая правильная геометрическая форма кристаллов.

2. Свойства таких веществ зависят не только от строения образующих их атомов и характера их химической связи, но и от кристаллической структуры веществ.

Основные понятия

Кристалл • Кристаллическая решётка • Типы кристаллических решёток

Вопросы и задания

1. Что такое кристалл и кристаллическая решётка? Каковы её основные характеристики?

2. Опишите элементарные ячейки кристаллов фторида кальция, оксида кремния (IV) и льда.

3. Назовите основные типы кристаллических решёток и дайте их краткую характеристику.

4. Какая кристаллическая решётка у веществ, образованных атомами металлов и галогенами?

1) атомная
2) ионная

3) молекулярная
4) металлическая

5. У каких веществ при обычных условиях структурными единицами кристаллических решёток являются ионы?

1) у хлороводорода
2) у поваренной соли

3) у воды
4) у водорода

6. Вычислите массу 2 %-го раствора серной кислоты, необходимую для проведения химической реакции с цинком для получения 1,12 л водорода (н. у.).

7. На примере твёрдых оксидов углерода (IV) и кремния (IV) установите зависимость их некоторых свойств от кристаллической структуры.

<<< К началу параграфа

Содержание

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->

. Важно, чтобы скрипт был после блока. Например, можно разместить перед тегом -->