Het koolstoftype kristalrooster is ionisch. Kristalroosters

IN chemische interacties Het zijn geen individuele atomen of moleculen die binnenkomen, maar stoffen. Stoffen worden geclassificeerd op basis van het type binding moleculair en niet-moleculair gebouwen.

Dit zijn stoffen die uit moleculen bestaan. De bindingen tussen moleculen in dergelijke stoffen zijn erg zwak, veel zwakker dan tussen atomen in het molecuul, en zelfs bij een relatief lage temperatuur. lage temperaturen ze scheuren - de substantie verandert in een vloeistof en vervolgens in een gas (sublimatie van jodium). De smelt- en kookpunten van stoffen die uit moleculen bestaan, nemen toe met toenemend molecuulgewicht. NAAR moleculaire stoffen omvatten stoffen met een atomaire structuur (C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W), waaronder metalen en niet-metalen.

Niet-moleculaire structuur van stoffen

Aan stoffen niet-moleculair gebouwen zijn ionische verbindingen. De meeste verbindingen van metalen met niet-metalen hebben deze structuur: alle zouten (NaCl, K 2 S0 4), sommige hydriden (LiH) en oxiden (CaO, MgO, FeO), basen (NaOH, KOH). Ionische (niet-moleculaire) stoffen hebben hoge smelt- en kookpunten.

Vaste stoffen: kristallijn en amorf

Amorfe stoffen ze hebben geen duidelijk smeltpunt - bij verhitting worden ze geleidelijk zachter en veranderen ze in een vloeibare toestand. Plasticine en verschillende harsen bevinden zich bijvoorbeeld in een amorfe toestand.

Kristallijne stoffen worden gekenmerkt juiste locatie de deeltjes waaruit ze bestaan: atomen, moleculen en ionen – op strikt gedefinieerde punten in de ruimte. Wanneer deze punten door rechte lijnen met elkaar zijn verbonden, ontstaat een ruimtelijk raamwerk, genaamd kristal rooster. De punten waarop kristaldeeltjes zich bevinden, worden genoemd rooster knooppunten.

Afhankelijk van het type deeltjes dat zich op de knooppunten van het kristalrooster bevindt en de aard van de verbinding daartussen, worden vier soorten kristalroosters onderscheiden: ionisch, atomair, moleculair en metallisch .

Ionische kristalroosters

Ionisch worden kristalroosters genoemd, in de knooppunten waarvan er ionen zijn. Ze worden gevormd door stoffen met ionische bindingen, die zowel eenvoudige ionen Na +, Cl - als complexe ionen S0 4 2-, OH - kunnen binden. Bijgevolg hebben zouten en sommige oxiden en hydroxiden van metalen ionische kristalroosters. Een natriumchloridekristal is bijvoorbeeld opgebouwd uit afwisselend positieve Na + en negatieve Cl - ionen, waardoor een kubusvormig rooster ontstaat.

Ionisch kristalrooster van tafelzout

De bindingen tussen ionen in zo’n kristal zijn zeer stabiel. Daarom worden stoffen met een ionenrooster gekenmerkt door een relatief hoge hardheid en sterkte, ze zijn vuurvast en niet-vluchtig.

Atoomkristalroosters

Atoom worden kristalroosters genoemd, in de knooppunten waarvan er individuele atomen zijn. In dergelijke roosters zijn de atomen met elkaar verbonden door zeer sterke covalente bindingen. Een voorbeeld van stoffen met dit soort kristalroosters is diamant, een van de allotrope modificaties van koolstof.

Atoomkristalrooster van diamant

De meeste stoffen met een atomair kristalrooster hebben zeer hoge smeltpunten (voor diamant is dit bijvoorbeeld meer dan 3500 ° C), ze zijn sterk en hard en vrijwel onoplosbaar.

Moleculaire kristalroosters

Moleculair zogenaamde kristalroosters, in de knooppunten waarvan moleculen zich bevinden.

Moleculair kristalrooster van jodium

Chemische bindingen in deze moleculen kunnen zowel polair (HCl, H 2 O) als niet-polair (N 2, O 2) zijn. Ondanks het feit dat de atomen in de moleculen met elkaar verbonden zijn door zeer sterke covalente bindingen, werken zwakke intermoleculaire aantrekkingskrachten tussen de moleculen onderling. Daarom hebben stoffen met moleculaire kristalroosters een lage hardheid, lage smeltpunten en zijn ze vluchtig. Meest solide organische verbindingen hebben moleculaire kristalroosters (naftaleen, glucose, suiker).

Metalen kristalroosters

Stoffen met metalen binding hebben metaal kristalroosters.

Op de plaatsen van zulke roosters bevinden zich atomen en ionen (hetzij atomen, hetzij ionen, waarin metaalatomen gemakkelijk transformeren en hun buitenste elektronen opgeven “om gemeenschappelijk gebruik"). Deze interne structuur van metalen bepaalt hun karakteristiek fysieke eigenschappen: kneedbaarheid, plasticiteit, elektrische en thermische geleidbaarheid, karakteristieke metaalglans.

Zoals we al weten, kan een stof in drie aggregatietoestanden bestaan: gasvormig, moeilijk En vloeistof. Zuurstof, welke normale omstandigheden bevindt zich in gasvormige toestand, verandert bij een temperatuur van -194 ° C in een blauwachtige vloeistof en bij een temperatuur van -218,8 ° C verandert het in een sneeuwachtige massa met kristallen blauw.

Het temperatuurbereik voor het bestaan ​​van een stof in vaste toestand wordt bepaald door de kook- en smeltpunten. Vaste stoffen zijn dat kristallijn En amorf.

U amorfe stoffen er is geen vast smeltpunt - bij verhitting worden ze geleidelijk zachter en veranderen ze in een vloeibare toestand. In deze staat worden bijvoorbeeld verschillende harsen en plasticine aangetroffen.

Kristallijne stoffen Ze onderscheiden zich door de regelmatige rangschikking van de deeltjes waaruit ze bestaan: atomen, moleculen en ionen, op strikt gedefinieerde punten in de ruimte. Wanneer deze punten door rechte lijnen met elkaar worden verbonden, ontstaat er een ruimtelijk raamwerk, dit wordt een kristalrooster genoemd. De punten waarop kristaldeeltjes zich bevinden, worden genoemd rooster knooppunten.

De knooppunten van het rooster dat we ons voorstellen kunnen ionen, atomen en moleculen bevatten. Deze deeltjes voeren oscillerende bewegingen uit. Wanneer de temperatuur stijgt, neemt ook het bereik van deze schommelingen toe, wat leidt tot thermische uitzetting tel.

Afhankelijk van het type deeltjes dat zich op de knooppunten van het kristalrooster bevindt en de aard van de verbinding daartussen, worden vier soorten kristalroosters onderscheiden: ionisch, atomair, moleculair En metaal.

Ionisch Dit worden kristalroosters genoemd waarin ionen zich op de knooppunten bevinden. Ze worden gevormd door stoffen met ionische bindingen, die zowel eenvoudige ionen Na+, Cl- als complexe SO24-, OH- kunnen binden. Ionische kristalroosters hebben dus zouten, sommige oxiden en hydroxylen van metalen, d.w.z. die stoffen waarin een ionische chemische binding bestaat. Beschouw een natriumchloridekristal; het bestaat uit positief afwisselende Na+ en negatieve CL-ionen, samen vormen ze een kubusvormig rooster. De bindingen tussen ionen in zo’n kristal zijn uiterst stabiel. Hierdoor hebben stoffen met een ionenrooster een relatief hoge sterkte en hardheid; ze zijn vuurvast en niet-vluchtig.

Atoom Kristalroosters zijn die kristalroosters waarvan de knooppunten individuele atomen bevatten. In dergelijke roosters zijn atomen met elkaar verbonden door zeer sterke covalente bindingen. Diamant is bijvoorbeeld een van de allotrope modificaties van koolstof.

Stoffen met een atomair kristalrooster komen in de natuur niet veel voor. Deze omvatten kristallijn boor, silicium en germanium, maar ook complexe stoffen, bijvoorbeeld die welke silicium (IV) oxide bevatten - SiO 2: silica, kwarts, zand, bergkristal.

De overgrote meerderheid van stoffen met een atomair kristalrooster heeft zeer hoge smeltpunten (voor diamant overschrijdt het 3500 ° C), dergelijke stoffen zijn sterk en hard, vrijwel onoplosbaar.

Moleculair Dit worden kristalroosters genoemd waarin moleculen zich op de knooppunten bevinden. Chemische bindingen in deze moleculen kunnen ook polair (HCl, H 2 0) of niet-polair (N 2, O 3) zijn. En hoewel de atomen in de moleculen met elkaar verbonden zijn door zeer sterke covalente bindingen, werken zwakke krachten van intermoleculaire aantrekkingskracht tussen de moleculen onderling. Dat is de reden waarom stoffen met moleculaire kristalroosters worden gekenmerkt door een lage hardheid, een laag smeltpunt en vluchtigheid.

Voorbeelden van dergelijke stoffen zijn vast water - ijs, vast koolmonoxide (IV) - "droogijs", vast waterstofchloride en waterstofsulfide, vaste eenvoudige stoffen gevormd door één - (edelgassen), twee - (H 2, O 2, CL 2, N 2, I 2), drie - (O 3), vier - (P 4), achtatomige (S 8) moleculen. De overgrote meerderheid van vaste organische verbindingen heeft moleculaire kristalroosters (naftaleen, glucose, suiker).

blog.site is bij het geheel of gedeeltelijk kopiëren van materiaal een link naar de originele bron vereist.

Terug Vooruit

Aandacht! Diavoorbeelden zijn alleen voor informatieve doeleinden en vertegenwoordigen mogelijk niet alle functies van de presentatie. Als u geïnteresseerd bent in dit werk, download dan de volledige versie.

Lestype: Gecombineerd.

Doel van de les: Creëer voorwaarden voor de ontwikkeling van het vermogen van leerlingen om de oorzaak-en-gevolg-afhankelijkheid van de fysische eigenschappen van stoffen van het type vast te stellen chemische binding en roostertype, voorspel het kristalroostertype op basis van de fysieke eigenschappen van een stof.

Lesdoelstellingen:

• Ontwikkel concepten over kristallijne en amorfe toestanden vaste stoffen, leerlingen kennis laten maken verschillende soorten kristalroosters, de afhankelijkheid vaststellen van de fysische eigenschappen van een kristal van de aard van de chemische binding in het kristal en het type kristalrooster, leerlingen basiskennis geven van de invloed van de aard van de chemische binding en de soorten kristallen roosters over de eigenschappen van de stof.
• Ga door met het vormen van het wereldbeeld van studenten, overweeg de wederzijdse invloed van de componenten van geheel-structurele deeltjes van stoffen, waardoor nieuwe eigenschappen verschijnen, ontwikkel het vermogen om hun educatieve werk te organiseren en volg de regels van werken in een team .
• Om de cognitieve interesse van schoolkinderen te ontwikkelen met behulp van probleemsituaties;

Apparatuur: Periodiek systeem D.I. Mendelejev, verzameling “Metalen”, niet-metalen: zwavel, grafiet, rode fosfor, kristallijn silicium, jodium; Presentatie “Soorten kristalroosters”, modellen van kristalroosters verschillende soorten(keukenzout, diamant en grafiet, kooldioxide en jodium, metalen), monsters van kunststoffen en daaruit vervaardigde producten, glas, plasticine, computer, projector.

Lesvoortgang

1. Organisatorisch moment.

De docent heet de leerlingen welkom en noteert de afwezigen.

2. Kennis testen over de onderwerpen ‘Chemische binding’. Oxidatietoestand.”

Zelfstandig werk (15 minuten)

3. Nieuw materiaal bestuderen.

De leerkracht maakt het onderwerp van de les en het doel van de les bekend. (Dia 1,2)

De leerlingen noteren de datum en het onderwerp van de les in hun notitieboekje.

Kennis actualiseren.

De leerkracht stelt vragen aan de klas:

1. Welke soorten deeltjes ken je? Hebben ionen, atomen en moleculen ladingen?
2. Welke soorten chemische bindingen ken je?
3. Welke aggregatietoestanden van stoffen kent u?

Docent:“Elke stof kan een gas, een vloeistof of een vaste stof zijn. Bijvoorbeeld water. Onder normale omstandigheden is het een vloeistof, maar het kan ook stoom en ijs zijn. Of zuurstof is onder normale omstandigheden een gas; bij een temperatuur van -1940 C verandert het in een blauwe vloeistof, en bij een temperatuur van -218,8 ° C stolt het tot een sneeuwachtige massa bestaande uit blauwe kristallen. In deze les kijken we naar de vaste toestand van stoffen: amorf en kristallijn.” (Dia 3)

Docent: amorfe stoffen hebben geen duidelijk smeltpunt - bij verhitting worden ze geleidelijk zachter en veranderen ze in een vloeibare toestand. Amorfe stoffen zijn bijvoorbeeld chocolade, die zowel in de handen als in de mond smelt; kauwgom, plasticine, was, plastic (voorbeelden van dergelijke stoffen worden getoond). (Dia 7)

Kristallijne stoffen hebben een duidelijk smeltpunt en, belangrijker nog, worden gekenmerkt door de juiste rangschikking van deeltjes op strikt gedefinieerde punten in de ruimte. (Dia's 5,6) Wanneer deze punten met rechte lijnen zijn verbonden, wordt een ruimtelijk raamwerk gevormd, een kristalrooster genoemd. De punten waarop kristaldeeltjes zich bevinden, worden roosterknopen genoemd.

De leerlingen noteren de definitie in hun schrift: “Een kristalrooster is een verzameling punten in de ruimte waarin de deeltjes die een kristal vormen zich bevinden. De punten waarop kristaldeeltjes zich bevinden, worden roosterknopen genoemd.”

Afhankelijk van welke soorten deeltjes zich op de knooppunten van dit rooster bevinden, zijn er 4 soorten roosters. (Dia 8) Als er ionen aanwezig zijn in de knooppunten van een kristalrooster, wordt zo'n rooster ionisch genoemd.

De docent stelt vragen aan de leerlingen:

– Wat zal de naam zijn van kristalroosters, in de knooppunten waarvan zich atomen en moleculen bevinden?

Maar er zijn kristalroosters, op de knooppunten waarvan er zowel atomen als ionen zijn. Dergelijke roosters worden metalen roosters genoemd.

Nu gaan we de tabel invullen: “Kristalroosters, type binding en eigenschappen van stoffen.” Terwijl we de tabel invullen, zullen we de relatie vaststellen tussen het type rooster, het type verbinding tussen deeltjes en de fysische eigenschappen van vaste stoffen.

Laten we eens kijken naar het eerste type kristalrooster, dat ionisch wordt genoemd. (Dia 9)

– Wat is de chemische binding in deze stoffen?

Kijk naar het ionische kristalrooster (een model van zo'n rooster wordt getoond). De knooppunten bevatten positief en negatief geladen ionen. Een natriumchloridekristal bestaat bijvoorbeeld uit positieve natriumionen en negatieve chloride-ionen, waardoor een kubusvormig rooster ontstaat. Stoffen met een ionisch kristalrooster omvatten zouten, oxiden en hydroxiden van typische metalen. Stoffen met een ionisch kristalrooster hebben een hoge hardheid en sterkte, ze zijn vuurvast en niet-vluchtig.

Docent: De fysische eigenschappen van stoffen met een atoomkristalrooster zijn dezelfde als die van stoffen met een ionisch kristalrooster, maar vaak in superlatieven– zeer hard, zeer duurzaam. Diamant, dat een atomair kristalrooster heeft, is de hardste substantie van alle natuurlijke substanties. Het dient als maatstaf voor de hardheid, die wordt beoordeeld aan de hand van een 10-puntensysteem. hoogste score 10.(Dia 10). Voor dit type kristalrooster voert u zelf de benodigde informatie in de tabel in door zelf met het leerboek te werken.

Docent: Laten we eens kijken naar het derde type kristalrooster, dat metaalachtig wordt genoemd. (Dia's 11,12) Op de knooppunten van zo'n rooster bevinden zich atomen en ionen, waartussen elektronen vrij bewegen en ze tot één geheel verbinden.

Deze interne structuur van metalen bepaalt hun karakteristieke fysieke eigenschappen.

Docent: Welke fysische eigenschappen van metalen ken je? (smeedbaarheid, plasticiteit, elektrische en thermische geleidbaarheid, metaalglans).

Docent: In welke groepen zijn alle stoffen verdeeld op basis van hun structuur? (Dia 12)

Laten we eens kijken naar het type kristalrooster dat bekende stoffen als water, kooldioxide, zuurstof, stikstof en andere bezitten. Het heet moleculair. (dia14)

– Welke deeltjes bevinden zich op de knooppunten van dit rooster?

De chemische binding in moleculen die zich op roosterplaatsen bevinden, kan polair covalent of niet-polair covalent zijn. Ondanks het feit dat de atomen in het molecuul met elkaar verbonden zijn door zeer sterke covalente bindingen, werken er zwakke intermoleculaire aantrekkingskrachten tussen de moleculen onderling. Daarom hebben stoffen met een moleculair kristalrooster een lage hardheid, lage smeltpunten en zijn ze vluchtig. Wanneer gasvormig of vloeibare stoffen bij bijzondere voorwaarden veranderen in vaste stoffen, dan hebben ze een moleculair kristalrooster. Voorbeelden van dergelijke stoffen kunnen vast water - ijs, vast kooldioxide - droogijs zijn. Dit rooster bevat naftaleen, dat wordt gebruikt om wollen producten tegen motten te beschermen.

– Welke eigenschappen van het moleculaire kristalrooster bepalen het gebruik van naftaleen? (wisselvalligheid). Zoals we zien kunnen niet alleen vaste stoffen een moleculair kristalrooster hebben. eenvoudig stoffen: edelgassen, H 2, O 2, N 2, I 2, O 3, witte fosfor P 4, maar en complex: vast water, vast waterstofchloride en waterstofsulfide. De meeste vaste organische verbindingen hebben moleculaire kristalroosters (naftaleen, glucose, suiker).

De roosterplaatsen bevatten niet-polaire of polaire moleculen. Ondanks het feit dat de atomen in de moleculen met elkaar verbonden zijn door sterke covalente bindingen, werken zwakke intermoleculaire krachten tussen de moleculen onderling.

Conclusie: De stoffen zijn kwetsbaar, hebben een lage hardheid, een laag smeltpunt en zijn vluchtig.

Vraag: Welk proces wordt sublimatie of sublimatie genoemd?

Antwoord: De overgang van een stof van een vaste aggregatietoestand rechtstreeks naar een gasvormige toestand, waarbij de vloeibare toestand wordt omzeild, wordt genoemd sublimatie of sublimatie.

Demonstratie van experiment: sublimatie van jodium

Vervolgens benoemen de leerlingen om de beurt de informatie die ze in de tabel hebben opgeschreven.

Kristalroosters, type binding en eigenschappen van stoffen.

Grilltype	Soorten deeltjes op roosterlocaties	Type communicatie tussen deeltjes	Voorbeelden van stoffen	Fysische eigenschappen van stoffen
Ionisch	Ionen	Ionisch – sterke band	Zouten, halogeniden (IA, IIA), oxiden en hydroxiden van typische metalen	Vast, sterk, niet-vluchtig, bros, vuurvast, veel oplosbaar in water, smeltgedrag elektrische stroom
Nucleair	Atomen	1. Covalent niet-polair – de binding is erg sterk 2. Covalent polair – de binding is erg sterk	Simpele stoffen A: diamant (C), grafiet (C), boor (B), silicium (Si). Complexe stoffen : aluminiumoxide (Al 2 O 3), siliciumoxide (IV) – SiO 2	Zeer hard, zeer vuurvast, duurzaam, niet-vluchtig, onoplosbaar in water
Moleculair	Moleculen	Er zijn zwakke krachten tussen moleculen intermoleculaire aantrekkingskracht, maar binnen de moleculen is er een sterke covalente binding	Vaste stoffen onder speciale omstandigheden die onder normale omstandigheden gassen of vloeistoffen zijn (O 2, H 2, Cl 2, N 2, Br 2, H 2 O, CO 2, HCl); zwavel, witte fosfor, jodium; organische stof	Breekbaar, vluchtig, smeltbaar, in staat tot sublimatie, heeft een lage hardheid
Metaal	Atoom-ionen	Metaal - verschillende sterktes	Metalen en legeringen	Buigzaam, glanzend, taai, thermisch en elektrisch geleidend

Docent: Welke conclusie kunnen we trekken uit het werk dat op tafel is gedaan?

Conclusie 1: De fysische eigenschappen van stoffen zijn afhankelijk van het type kristalrooster. Samenstelling van de stof → Type chemische binding → Type kristalrooster → Eigenschappen van stoffen . (Dia 18).

Vraag: Welk type kristalrooster van de hierboven besproken soorten komt niet voor in eenvoudige stoffen?

Antwoord: Ionische kristalroosters.

Vraag: Welke kristalroosters zijn kenmerkend voor eenvoudige stoffen?

Antwoord: Voor eenvoudige stoffen - metalen - een metalen kristalrooster; voor niet-metalen – atomair of moleculair.

Werken met het Periodiek Systeem D.I. Mendelejev.

Vraag: Waar bevinden zich de metalen elementen in het periodiek systeem en waarom? Niet-metalen elementen en waarom?

Antwoord : Als je een diagonaal tekent van boor naar astatine, dan zullen er in de linkerbenedenhoek van deze diagonaal metalen elementen zijn, omdat op het laatste energieniveau bevatten ze één tot drie elektronen. Dit zijn elementen I A, II A, III A (behalve boor), evenals tin en lood, antimoon en alle elementen van secundaire subgroepen.

Niet-metalen elementen bevinden zich in de rechterbovenhoek van deze diagonaal, omdat op het laatste energieniveau bevatten ze vier tot acht elektronen. Dit zijn de elementen IV A, VA, VI A, VII A, VIII A en boor.

Docent: Laten we niet-metalen elementen vinden waarvan de eenvoudige substanties een atomair kristalrooster hebben (Antwoord: C, B, Si) en moleculair ( Antwoord: N, S, O , halogenen en edelgassen )

Docent: Formuleer een conclusie over hoe je het type kristalrooster kunt bepalen eenvoudige substantie afhankelijk van de positie van de elementen in het periodiek systeem van D.I.

Antwoord: Voor metaalelementen die zich in I A, II A, IIIA bevinden (behalve boor), evenals tin en lood, en alle elementen van secundaire subgroepen in een eenvoudige substantie, is het type rooster metaal.

Voor niet-metalen elementen IV A en boor in een eenvoudige substantie is het kristalrooster atomair; en de elementen VA, VI A, VII A, VIII A hebben in eenvoudige stoffen een moleculair kristalrooster.

We werken verder met de ingevulde tabel.

Docent: Kijk goed naar de tafel. Welk patroon is waar te nemen?

We luisteren aandachtig naar de antwoorden van de leerlingen en trekken dan samen met de klas een conclusie. Conclusie 2 (dia 17)

4. Het bevestigen van het materiaal.

Test (zelfbeheersing):

Stoffen die in de regel een moleculair kristalrooster hebben:
a) Vuurvast en zeer oplosbaar in water
b) Smeltbaar en vluchtig
c) Vast en elektrisch geleidend
d) Thermisch geleidend en kunststof

Het concept ‘molecuul’ is niet van toepassing op de structurele eenheid van een stof:
a)Water
b) Zuurstof
c) Diamant
d) Ozon

Het atomaire kristalrooster is kenmerkend voor:
a) Aluminium en grafiet
b) Zwavel en jodium
c) Siliciumoxide en natriumchloride
d) Diamant en boor

Als een stof goed oplosbaar is in water, is dat het geval hoge temperatuur smeltend, elektrisch geleidend, dan zijn kristalrooster:
a) Moleculair
b) Nucleair
c) Ionisch
d) Metaal

5. Reflectie.

6. Huiswerk.

Karakteriseer elk type kristalrooster volgens het plan: Wat zit er in de knooppunten van het kristalrooster, structurele eenheid → Type chemische binding tussen de deeltjes van het knooppunt → Interactiekrachten tussen de deeltjes van het kristal → Fysische eigenschappen als gevolg van het kristal rooster → Geaggregeerde toestand van de stof onder normale omstandigheden → Voorbeelden.

Gebruik de formules van de gegeven stoffen: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - bepaal het type kristalrooster (ionisch, moleculair) van elke verbinding en beschrijf op basis hiervan de verwachte fysische eigenschappen van elk van de vier stoffen.

Het is bekend dat elke stof in de natuur uit meer bestaat fijne deeltjes. Ze zijn op hun beurt met elkaar verbonden en vormen een bepaalde structuur, die de eigenschappen van een bepaalde stof bepaalt.

Atomair is karakteristiek en treedt op bij lage temperaturen en hoge bloeddruk. Eigenlijk is het juist hierdoor dat metalen en een aantal andere materialen hun karakteristieke sterkte krijgen.

De structuur van dergelijke stoffen is moleculair niveau ziet eruit als een kristalrooster, waarbij elk atoom het meest verbonden is met zijn buurman sterke verbinding bestaande in de natuur - een covalente binding. Alle kleinste elementen waaruit de structuren bestaan, zijn op een ordelijke manier en met een zekere periodiciteit gerangschikt. Vertegenwoordigt een raster in de hoeken waarvan atomen zich bevinden, altijd omgeven hetzelfde nummer satellieten verandert het atomaire kristalrooster praktisch niet van structuur. Het is bekend dat de structuur van een puur metaal of een zuivere legering alleen kan worden veranderd door het te verwarmen. In dit geval geldt: hoe hoger de temperatuur, hoe sterker de bindingen in het rooster.

Met andere woorden: het atomaire kristalrooster is de sleutel tot de sterkte en hardheid van materialen. Het is echter de moeite waard om te overwegen dat de rangschikking van atomen in verschillende stoffen ook kan verschillen, wat op zijn beurt de mate van sterkte beïnvloedt. Diamant en grafiet, die hetzelfde koolstofatoom bevatten, verschillen bijvoorbeeld enorm van elkaar in termen van sterkte: diamant is op aarde, maar grafiet kan exfoliëren en breken. Feit is dat in het kristalrooster van grafiet atomen in lagen zijn gerangschikt. Elke laag lijkt op een honingraat, waarin de koolstofatomen vrij losjes met elkaar verbonden zijn. Deze structuur veroorzaakt een gelaagde afbrokkeling van potloodstiften: bij breuk laten delen van het grafiet eenvoudig los. Een ander ding is diamant, waarvan het kristalrooster bestaat uit opgewonden koolstofatomen, dat wil zeggen atomen die in staat zijn om 4 sterke bindingen te vormen. Het is simpelweg onmogelijk om zo'n gewricht te vernietigen.

Kristalroosters van metalen hebben bovendien bepaalde kenmerken:

1. Roosterperiode- een grootheid die de afstand bepaalt tussen de middelpunten van twee aangrenzende atomen, gemeten langs de rand van het rooster. De algemeen aanvaarde aanduiding verschilt niet van die in de wiskunde: a, b, c zijn respectievelijk de lengte, breedte en hoogte van het rooster. Het is duidelijk dat de afmetingen van de figuur zo klein zijn dat de afstand wordt gemeten in de kleinste meeteenheden - een tiende van een nanometer of Angström.

2. K - coördinatienummer. Een indicator die de pakkingsdichtheid van atomen binnen een enkel rooster bepaalt. Dienovereenkomstig is de dichtheid groter, hoe hoger het getal K. In feite vertegenwoordigt dit cijfer het aantal atomen dat zich zo dicht mogelijk en op gelijke afstand van het te bestuderen atoom bevindt.

3. Roosterbasis. Ook een grootheid die de dichtheid van het rooster karakteriseert. Vertegenwoordigt het totale aantal atomen dat behoort tot de specifieke cel die wordt bestudeerd.

4. Compactheidsfactor gemeten door het totale volume van het rooster te berekenen, gedeeld door het volume dat wordt ingenomen door alle atomen erin. Net als de vorige twee weerspiegelt deze waarde de dichtheid van het rooster dat wordt bestudeerd.

We hebben slechts enkele stoffen beschouwd die een atomair kristalrooster hebben. Intussen zijn het er heel veel. Ondanks zijn grote diversiteit omvat het kristallijne atoomrooster eenheden die altijd met elkaar verbonden zijn (polair of niet-polair). Bovendien zijn dergelijke stoffen vrijwel onoplosbaar in water en worden ze gekenmerkt door een lage thermische geleidbaarheid.

In de natuur zijn er drie soorten kristalroosters: kubisch op het lichaam gecentreerd, kubisch op het vlak gecentreerd en dicht opeengepakte zeshoekige.

Structuur van de materie.

Het zijn niet individuele atomen of moleculen die chemische interacties aangaan, maar stoffen.
Onze taak is om kennis te maken met de structuur van de materie.

Bij lage temperaturen bevinden stoffen zich in een stabiele vaste toestand.

☼ De hardste stof in de natuur is diamant. Hij wordt beschouwd als de koning van alle edelstenen en edelstenen. En de naam zelf betekent ‘onverwoestbaar’ in het Grieks. Diamanten worden lange tijd gezien als wonderbaarlijke stenen. Men geloofde dat een persoon die diamanten draagt ​​geen maagziekten kent, niet wordt beïnvloed door gif, zijn geheugen en een opgewekte stemming behoudt tot op hoge leeftijd, en koninklijke gunst geniet.

☼ Een diamant die een sieradenbewerking heeft ondergaan (slijpen, polijsten) wordt een diamant genoemd.

Bij het smelten als gevolg van thermische trillingen wordt de volgorde van de deeltjes verstoord, ze worden mobiel, terwijl de aard van de chemische binding niet wordt verstoord. Er zijn dus geen fundamentele verschillen tussen vaste en vloeibare toestanden.
De vloeistof verkrijgt vloeibaarheid (dat wil zeggen het vermogen om de vorm van een vat aan te nemen).

Vloeibare kristallen.

Vloeibare kristallen werden aan het eind van de 19e eeuw ontdekt, maar zijn de afgelopen 20 tot 25 jaar bestudeerd. Veel weergaveapparaten met moderne technologie, bijvoorbeeld enkele elektronisch horloge, minicomputers, draaiend op vloeibare kristallen.

Over het algemeen klinken de woorden ‘vloeibare kristallen’ niet minder ongebruikelijk dan ‘heet ijs’. In werkelijkheid kan ijs echter ook heet zijn, omdat... bij een druk van meer dan 10.000 atm. waterijs smelt bij temperaturen boven 2000 C. Het ongebruikelijke van de combinatie “vloeibare kristallen” is dat de vloeibare toestand de mobiliteit van de structuur aangeeft, en het kristal een strikte orde impliceert.

Als een stof bestaat uit polyatomaire moleculen met een langwerpige of lamellaire vorm en een asymmetrische structuur hebben, dan zijn deze moleculen bij het smelten op een bepaalde manier ten opzichte van elkaar georiënteerd (hun lange assen zijn evenwijdig). In dit geval kunnen de moleculen vrij parallel aan zichzelf bewegen, d.w.z. het systeem verkrijgt de eigenschap van vloeibaarheid die kenmerkend is voor een vloeistof. Tegelijkertijd behoudt het systeem een ​​geordende structuur, die de eigenschappen bepaalt die kenmerkend zijn voor kristallen.

De hoge mobiliteit van een dergelijke structuur maakt het mogelijk deze te controleren door middel van zeer zwakke invloeden (thermisch, elektrisch, enz.), d.w.z. doelbewust de eigenschappen van een stof veranderen, inclusief optische, met zeer weinig energieverbruik, wat wordt gebruikt in de moderne technologie.

Soorten kristalroosters.

Elk chemische stof opgeleid een groot aantal identieke deeltjes die met elkaar verbonden zijn.
Bij lage temperaturen, wanneer thermische beweging moeilijk is, zijn de deeltjes strikt in de ruimte georiënteerd en vormen ze een kristalrooster.

Kristalrooster is een structuur met een geometrisch correcte rangschikking van deeltjes in de ruimte.

In het kristalrooster zelf worden knooppunten en internodale ruimte onderscheiden.
Dezelfde stof bestaat, afhankelijk van de omstandigheden (p, t,...), in verschillende kristallijne vormen (dat wil zeggen, ze hebben verschillende kristalroosters) - allotrope modificaties die qua eigenschappen verschillen.
Er zijn bijvoorbeeld vier modificaties van koolstof bekend: grafiet, diamant, carbine en lonsdaleiet.

☼ De vierde soort kristallijne koolstof, ‘lonsdaleiet’, is weinig bekend. Het werd ontdekt in meteorieten en kunstmatig verkregen, en de structuur ervan wordt nog steeds bestudeerd.

☼ Roet, cokes, houtskool geclassificeerd als amorfe koolstofpolymeren. Inmiddels is echter bekend geworden dat dit ook zo is kristallijne stoffen.

☼ In het roet werden trouwens glimmende zwarte deeltjes aangetroffen, die “spiegelkoolstof” werden genoemd. Spiegelkoolstof is chemisch inert, hittebestendig, ondoordringbaar voor gassen en vloeistoffen glad oppervlak en absolute compatibiliteit met levende weefsels.

☼ De naam grafiet komt van het Italiaanse “graffito” - ik schrijf, ik teken. Grafiet is een donkergrijs kristal met een zwakke metaalachtige glans en heeft een gelaagd rooster. Individuele lagen atomen in een grafietkristal, relatief zwak met elkaar verbonden, kunnen gemakkelijk van elkaar worden gescheiden.

SOORTEN KRISTALRASTERS

Eigenschappen van stoffen met verschillende kristalroosters (tabel)

Als de kristalgroeisnelheid bij afkoelen laag is, wordt een glasachtige toestand (amorf) gevormd.

De relatie tussen de positie van een element in het periodiek systeem en het kristalrooster van zijn eenvoudige substantie.

Er bestaat een nauw verband tussen de positie van een element in het periodiek systeem en het kristalrooster van de overeenkomstige elementaire substantie.

De eenvoudige substanties van de overige elementen hebben een metaalachtig kristalrooster.

BEVESTIGING

Bestudeer de lesstof en beantwoord de volgende vragen schriftelijk in je schrift:
- Wat is een kristalrooster?
- Welke soorten kristalroosters bestaan ​​er?
- Beschrijf elk type kristalrooster volgens het plan:

Wat zit er in de knooppunten van het kristalrooster, structurele eenheid → Type chemische binding tussen de deeltjes van het knooppunt → Interactiekrachten tussen de deeltjes van het kristal → Fysische eigenschappen bepaald door het kristalrooster → Geaggregeerde toestand van de stof onder normale omstandigheden → Voorbeelden

Voltooi taken over dit onderwerp:

- Welk type kristalrooster hebben de volgende stoffen die vaak in het dagelijks leven worden gebruikt: water, azijnzuur (CH3 COOH), suiker (C12 H22 O11), kalimeststof(KCl), rivierzand (SiO2) - smeltpunt 1710 0C, ammoniak (NH3), keukenzout? Trek een algemene conclusie: aan de hand van welke eigenschappen van een stof kan men het type kristalrooster bepalen?
Gebruik de formules van de gegeven stoffen: SiC, CS2, NaBr, C2 H2 - bepaal het type kristalrooster (ionisch, moleculair) van elke verbinding en beschrijf op basis hiervan de fysische eigenschappen van elk van de vier stoffen.
Trainer nr. 1. "Kristalroosters"
Trainer nr. 2. "Testtaken"
Test (zelfbeheersing):

1) Stoffen die een moleculair kristalrooster hebben, zijn in de regel:
A). vuurvast en zeer oplosbaar in water
B). smeltbaar en vluchtig
V). Vast en elektrisch geleidend
G). Thermisch geleidend en kunststof

2) Het concept ‘molecuul’ is niet van toepassing op de structurele eenheid van een stof:

B). zuurstof

V). diamant

3) Het atomaire kristalrooster is kenmerkend voor:

A). aluminium en grafiet

B). zwavel en jodium

V). siliciumoxide en natriumchloride

G). diamant en boor

4) Als een stof goed oplosbaar is in water, een hoog smeltpunt heeft en elektrisch geleidend is, dan is het kristalrooster:

A). moleculair

B). atomair

V). ionisch

G). metaal