Vaste stoffen hebben meestal een kristallijne structuur. Het wordt gekenmerkt door de juiste rangschikking van deeltjes op strikt gedefinieerde punten in de ruimte. Wanneer deze punten mentaal met elkaar zijn verbonden door elkaar snijdende rechte lijnen, wordt een ruimtelijk kader gevormd, dat wordt genoemd kristal rooster. De punten waarop deeltjes zich bevinden, worden genoemd knooppunten van kristalroosters. De knooppunten van een denkbeeldig rooster kunnen ionen, atomen of moleculen bevatten. Ze maken oscillerende bewegingen. Bij toenemende temperatuur neemt de amplitude van oscillaties toe, wat zich manifesteert in de thermische uitzetting van lichamen.

Afhankelijk van het type deeltjes en de aard van de verbinding daartussen worden 4 soorten kristalroosters onderscheiden: ionisch (NaCl, KCl), atomair, moleculair en metallisch.

Kristalroosters bestaande uit ionen worden genoemd ionisch. Ze worden gevormd door stoffen met ionische bindingen. Een voorbeeld is een natriumchloridekristal, waarin elk natriumion is omgeven door 6 chloride-ionen, en elk chloride-ion is omgeven door 6 natriumionen.

NaCl-kristalrooster

Het aantal dichtstbijzijnde naburige deeltjes dat dicht bij een bepaald deeltje in een kristal of individueel molecuul ligt, wordt genoemd brandpuntsgetal.

In het NaCl-rooster zijn de coördinatiegetallen van beide ionen gelijk aan 6. En dus is het in een NaCl-kristal onmogelijk om individuele zoutmoleculen te isoleren. Er zijn er geen. Het hele kristal moet worden beschouwd als een gigantisch macromolecuul dat bestaat uit een gelijk aantal Na + en Cl - ionen, Na n Cl n – waarbij n een groot aantal is. De bindingen tussen ionen in zo’n kristal zijn erg sterk. Daarom hebben stoffen met een ionenrooster een relatief hoge hardheid. Ze zijn vuurvast en laagvliegend.

Het smelten van ionische kristallen leidt tot verstoring van de geometrisch correcte oriëntatie van de ionen ten opzichte van elkaar en een afname van de sterkte van de binding daartussen. Daarom geleiden hun smeltingen elektrische stroom. Ionische verbindingen lossen over het algemeen gemakkelijk op in vloeistoffen die uit polaire moleculen bestaan, zoals water.

Kristalroosters met individuele atomen op hun knooppunten worden genoemd atomair. De atomen in dergelijke roosters zijn met elkaar verbonden door sterke covalente bindingen. Een voorbeeld is diamant, een van de modificaties van koolstof. Diamant bestaat uit koolstofatomen, die elk gebonden zijn aan 4 aangrenzende atomen. Het coördinatiegetal van koolstof in diamant is 4. Stoffen met een atomair kristalrooster hebben een hoog smeltpunt (diamant heeft meer dan 3500 o C), zijn sterk en hard en zijn vrijwel onoplosbaar in water.

Kristalroosters bestaande uit moleculen (polair en niet-polair) worden genoemd moleculair. Moleculen in dergelijke roosters zijn met elkaar verbonden door relatief zwakke intermoleculaire krachten. Daarom hebben stoffen met een moleculair rooster een lage hardheid en een laag smeltpunt, zijn ze onoplosbaar of enigszins oplosbaar in water en geleiden hun oplossingen bijna geen elektrische stroom. Voorbeelden hiervan zijn ijs, vast CO 2 (“droogijs”), halogenen, kristallen van waterstof, zuurstof, stikstof, edelgassen, enz.

Valentie

Een belangrijk kwantitatief kenmerk dat het aantal op elkaar inwerkende atomen in het resulterende molecuul laat zien, is valentie– de eigenschap van atomen van één element om een ​​bepaald aantal atomen van andere elementen te hechten.

De valentie wordt kwantitatief bepaald door het aantal waterstofatomen dit element kunt toevoegen of vervangen. In fluorwaterstofzuur (HF) is fluor bijvoorbeeld eenwaardig, in ammoniak (NH 3) is stikstof driewaardig, in waterstofsilicium (SiH 4 - silaan) is silicium vierwaardig, enz.

Later, met de ontwikkeling van ideeën over de structuur van atomen, begon de valentie van elementen geassocieerd te worden met het aantal ongepaarde elektronen (valentie), waardoor de binding tussen atomen wordt uitgevoerd. De valentie wordt dus bepaald door het aantal ongepaarde elektronen in een atoom dat deelneemt aan de formatie chemische binding(in de basische of aangeslagen toestand). Over het algemeen is de valentie gelijk aan het aantal elektronenparen dat een bepaald atoom verbindt met atomen van andere elementen.

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 blauwe kristallen.

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 siliciumoxide (IV) bevatten - SiO 2: silica, kwarts, zand, strass.

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 stof organische verbindingen hebben moleculaire kristalroosters (naftaleen, glucose, suiker).

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

Laten we het over vaste stoffen hebben. Vaste stoffen kunnen in tweeën worden verdeeld grote groepen: amorf En kristallijn. We zullen ze scheiden volgens het principe of er orde is of niet.

IN amorfe stoffen de moleculen zijn willekeurig gerangschikt. Er zijn geen patronen in hun ruimtelijke ordening. In wezen zijn amorfe stoffen zeer stroperige vloeistoffen, zo stroperig dat ze vast zijn.

Vandaar de naam: “a-” – negatief deeltje, “morphe” – vorm. Amorfe stoffen zijn onder meer: ​​glas, harsen, was, paraffine, zeep.

Het gebrek aan orde in de rangschikking van deeltjes veroorzaakt fysieke eigenschappen amorfe lichamen: zij hebben geen vaste smeltpunten. Naarmate ze warmer worden, neemt hun viscositeit geleidelijk af en worden ze ook geleidelijk in een vloeibare toestand.

In tegenstelling tot amorfe stoffen zijn er kristallijne stoffen. De deeltjes van een kristallijne substantie zijn ruimtelijk geordend. Deze correcte structuur van de ruimtelijke rangschikking van deeltjes in een kristallijne substantie wordt genoemd kristal rooster.

In tegenstelling tot amorfe lichamen, kristallijne stoffen hebben vaste smeltpunten.

Afhankelijk van welke deeltjes erin zitten rooster knooppunten, en welke verbindingen ze bij elkaar houden, onderscheiden ze: moleculair, atomair, ionisch En metaal roosters.

Waarom is het van fundamenteel belang om te weten wat voor soort kristalrooster een stof heeft? Wat definieert het? Alle. De structuur bepaalt hoe chemische en fysische eigenschappen van een stof.

Het eenvoudigste voorbeeld: DNA. In alle organismen op aarde is het opgebouwd uit dezelfde reeks structurele componenten: vier soorten nucleotiden. En wat een gevarieerd leven. Dit wordt allemaal bepaald door de structuur: de volgorde waarin deze nucleotiden zijn gerangschikt.

Moleculair kristalrooster.

Een typisch voorbeeld is water in vaste toestand (ijs). Hele moleculen bevinden zich op roosterplaatsen. En houd ze bij elkaar intermoleculaire interacties: waterstofbruggen, van der Waals-krachten.

Deze verbindingen zijn zwak, dus moleculair rooster – het meest kwetsbare, het smeltpunt van dergelijke stoffen is laag.

Een goed diagnostisch teken: als een stof onder normale omstandigheden een vloeibare of gasvormige toestand heeft en/of een geur heeft, dan heeft deze stof hoogstwaarschijnlijk een moleculair kristalrooster. De vloeibare en gasvormige toestanden zijn immers een gevolg van het feit dat de moleculen op het oppervlak van het kristal niet goed hechten (de bindingen zijn zwak). En ze worden ‘weggeblazen’. Deze eigenschap wordt volatiliteit genoemd. En de leeggelopen moleculen, die zich in de lucht verspreiden, bereiken onze reukorganen, die subjectief als een geur worden gevoeld.

Ze hebben een moleculair kristalrooster:

1. Enkele eenvoudige stoffen van niet-metalen: I 2, P, S (dat wil zeggen alle niet-metalen die geen atoomrooster hebben).
2. Bijna alles organische stof (behalve zouten).
3. En zoals eerder vermeld zijn stoffen onder normale omstandigheden vloeibaar, of gasvormig (bevroren) en/of geurloos (NH 3, O 2, H 2 O, zuren, CO 2).

Atoom kristalrooster.

In de knooppunten van het atomaire kristalrooster zijn er, in tegenstelling tot het moleculaire rooster individuele atomen. Het blijkt dat het rooster bij elkaar wordt gehouden door covalente bindingen (zij zijn tenslotte degenen die neutrale atomen binden).

Een klassiek voorbeeld is de standaard van sterkte en hardheid - diamant (door zijn chemische aard is het een eenvoudige substantie - koolstof). Contacten: covalente niet-polaire, omdat het rooster alleen door koolstofatomen wordt gevormd.

Maar bijvoorbeeld in een kwartskristal ( chemische formule waarvan SiO 2) zijn Si- en O-atomen. Daarom de bindingen covalente polaire.

Fysische eigenschappen van stoffen met een atomair kristalrooster:

1. sterkte, hardheid
2. hoge smeltpunten (vuurvastheid)
3. niet-vluchtige stoffen
4. onoplosbaar (noch in water, noch in andere oplosmiddelen)

Al deze eigenschappen zijn te danken aan de sterkte van covalente bindingen.

Er zijn weinig stoffen in een atomair kristalrooster. Er is geen specifiek patroon, dus je hoeft ze alleen maar te onthouden:

1. Allotrope modificaties van koolstof (C): diamant, grafiet.
2. Borium (B), silicium (Si), germanium (Ge).
3. Slechts twee allotrope modificaties van fosfor hebben een atomair kristalrooster: rode fosfor en zwarte fosfor. (witte fosfor heeft een moleculair kristalrooster).
4. SiC – carborundum (siliciumcarbide).
5. BN – boornitride.
6. Silica, bergkristal, kwarts, rivierzand - al deze stoffen hebben de samenstelling SiO 2.
7. Korund, robijn, saffier - deze stoffen hebben de samenstelling Al 2 O 3.

De vraag rijst ongetwijfeld: C is zowel diamant als grafiet. Maar ze zijn totaal verschillend: grafiet is ondoorzichtig, vlekt en geleidt elektriciteit, terwijl diamant transparant is, niet vlekt en geen elektriciteit geleidt. Ze verschillen qua structuur.

Beide zijn atomair rooster, maar verschillend. Daarom zijn de eigenschappen verschillend.

Ionisch kristalrooster.

Klassiek voorbeeld: tafelzout: NaCl. Bij de roosterknooppunten zijn er individuele ionen: Na + en Cl – . Het rooster wordt op zijn plaats gehouden door elektrostatische aantrekkingskrachten tussen ionen (“plus” wordt aangetrokken door “minus”), dat wil zeggen ionische binding.

Ionische kristalroosters zijn behoorlijk sterk, maar kwetsbaar; de smelttemperaturen van dergelijke stoffen zijn behoorlijk hoog (hoger dan die van metaalroosters, maar lager dan die van stoffen met een atoomrooster). Velen zijn oplosbaar in water.

In de regel zijn er geen problemen met het bepalen van het ionische kristalrooster: waar er een ionische binding is, is er een ionisch kristalrooster. Dit: alle zouten, metaaloxiden, alkaliën(en andere basische hydroxiden).

Metalen kristalrooster.

Het metalen rooster wordt verkocht eenvoudige stoffen metalen. Eerder zeiden we dat alle pracht van de metalen verbinding alleen kan worden begrepen in combinatie met het metalen kristalrooster. Het uur is gekomen.

De belangrijkste eigenschap van metalen: elektronen aan extern energieniveau Ze worden slecht vastgehouden, dus ze worden gemakkelijk weggegeven. Nadat het een elektron heeft verloren, verandert het metaal in een positief geladen ion - een kation:

Na 0 – 1e → Na +

In een metaalkristalrooster vinden voortdurend processen van elektronenafgifte en -versterking plaats: een elektron wordt op één roosterplaats van een metaalatoom afgescheurd. Er wordt een kation gevormd. Het losgemaakte elektron wordt aangetrokken door een ander kation (of hetzelfde): er ontstaat weer een neutraal atoom.

De knooppunten van een metaalkristalrooster bevatten zowel neutrale atomen als metaalkationen. En vrije elektronen reizen tussen de knooppunten:

Deze vrije elektronen worden elektronengas genoemd. Ze bepalen de fysische eigenschappen van eenvoudige metaalsubstanties:

1. thermische en elektrische geleidbaarheid
2. metaalachtige glans
3. maakbaarheid, ductiliteit

Dit is het metalen verbinding: metaalkationen worden aangetrokken door neutrale atomen en vrije elektronen ‘lijmen’ alles aan elkaar.

Hoe het type kristalrooster te bepalen.

P.S. Er is iets in het schoolcurriculum en het Unified State Examination-programma over dit onderwerp waar we het niet helemaal mee eens zijn. Namelijk: de generalisatie dat elke metaal-niet-metaalbinding een ionische binding is. Deze veronderstelling is bewust gemaakt, blijkbaar om het programma te vereenvoudigen. Maar dit leidt tot vervorming. De grens tussen ionische en covalente bindingen is willekeurig. Elke binding heeft zijn eigen percentage ‘ioniciteit’ en ‘covalentie’. De binding met een laagactief metaal heeft een klein percentage “ioniciteit”; het lijkt meer op een covalente binding. Maar volgens het Unified State Exam-programma is het “afgerond” naar het ionische. Dat levert soms absurde dingen op. Al 2 O 3 is bijvoorbeeld een stof met een atomair kristalrooster. Over welke soort ioniciteit hebben we het hier? Alleen een covalente binding kan atomen op deze manier bij elkaar houden. Maar volgens de metaal-niet-metaalstandaard classificeren we deze binding als ionisch. En we krijgen een tegenstrijdigheid: het rooster is atomair, maar de binding is ionisch. Dit is waar oversimplificatie toe leidt.

Structuur van de materie.

IN chemische interacties Het zijn geen individuele atomen of moleculen die binnenkomen, 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 wordt als gevolg van thermische trillingen 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, de deeltjes zijn strikt in de ruimte georiënteerd en vormen een kristalrooster.

Kristalrooster is een structuur met geometrische juiste locatie 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 kristallijne stoffen zijn.

☼ 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, 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 als gevolg van 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), kaliummeststof(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

Instructies

Zoals je gemakkelijk aan de hand van de naam zelf kunt raden, wordt het metaaltype rooster aangetroffen in metalen. Deze stoffen worden meestal gekenmerkt door hoge temperatuur smelten, metaalglans, hardheid, zijn goede geleiders elektrische stroom. Bedenk dat roosterplaatsen van dit type neutrale atomen of positief geladen ionen bevatten. In de ruimtes tussen de knooppunten bevinden zich elektronen, waarvan de migratie de hoge elektrische geleidbaarheid van dergelijke stoffen garandeert.

Ionisch type kristalrooster. Er moet aan worden herinnerd dat het ook inherent is aan zouten. Kenmerkend - kristallen van het bekende keukenzout, natriumchloride. Positief en negatief geladen ionen wisselen elkaar af op de plaatsen van dergelijke roosters. Dergelijke stoffen zijn gewoonlijk vuurvast en hebben een lage vluchtigheid. Zoals je misschien wel vermoedt, hebben ze dat gedaan ionentype.

Het atomaire type kristalrooster is inherent aan eenvoudige stoffen - niet-metalen, die dat onder normale omstandigheden wel zijn vaste stoffen. Bijvoorbeeld zwavel, fosfor,... Op de plaatsen van dergelijke roosters bevinden zich neutrale atomen die met elkaar zijn verbonden door covalente chemische bindingen. Dergelijke stoffen worden gekenmerkt door vuurvastheid en onoplosbaarheid in water. Sommige (bijvoorbeeld koolstof in de vorm) hebben een uitzonderlijk hoge hardheid.

Ten slotte is het laatste type rooster moleculair. Het wordt aangetroffen in stoffen die onder normale omstandigheden in vloeibare of gasvormige vorm voorkomen. Zoals ook gemakkelijk kan worden begrepen, bevinden zich op de knooppunten van dergelijke roosters moleculen. Ze kunnen niet-polair zijn (in eenvoudige gassen type Cl2, O2) en polair type (het bekendste voorbeeld is water H2O). Stoffen met dit type rooster geleiden geen stroom, zijn vluchtig en hebben dat ook gedaan lage temperaturen smeltend.

Bronnen:

• soort rooster

Temperatuur smeltend van een vaste stof wordt gemeten om de zuiverheid ervan te bepalen. Onzuiverheden in een zuivere stof verlagen doorgaans de temperatuur smeltend of verhoog het interval waarover de verbinding smelt. De capillaire methode is een klassieke methode voor het beheersen van onzuiverheden.

Je zult nodig hebben

• - teststof;
• - glazen capillair, aan één uiteinde afgedicht (diameter 1 mm);
• - glazen buis met een diameter van 6-8 mm en een lengte van minimaal 50 cm;
• - verwarmd blok.

Instructies

Maal de voorgedroogde teststof in een vijzel totdat deze fijn is. Pak het capillair voorzichtig vast en dompel het open uiteinde in de substantie, terwijl een deel ervan in het capillair zou moeten vallen.

Plaats de glazen buis verticaal op een hard oppervlak en laat het capillair er meerdere keren doorheen vallen, met het afgedichte uiteinde naar beneden. Dit helpt de substantie te verdichten. Om de temperatuur te bepalen, moet de kolom van de substantie in het capillair ongeveer 2-5 mm zijn.

Plaats de capillaire thermometer in het verwarmde blok en observeer de veranderingen in de teststof naarmate de temperatuur stijgt. Voor en tijdens het verwarmen mag de thermometer de wanden van het blok of andere sterk verwarmde oppervlakken niet raken, anders kan deze barsten.

Let op de temperatuur waarbij de eerste druppels in het capillair verschijnen (begin smeltend), en de temperatuur waarbij de laatste stoffen verdwijnen (eind smeltend). In dit interval begint de substantie af te nemen totdat deze volledig in een vloeibare toestand verandert. Let bij het uitvoeren van de analyse ook op veranderingen of ontbinding van de stof.

Herhaal de metingen nog 1-2 keer. Presenteer de resultaten van elke meting in de vorm van het overeenkomstige temperatuurinterval waarin de stof van vast naar vloeibaar gaat. Trek aan het einde van de analyse een conclusie over de zuiverheid van de teststof.

Video over het onderwerp

In kristallen zijn chemische deeltjes (moleculen, atomen en ionen) in een bepaalde volgorde gerangschikt; onder bepaalde omstandigheden vormen ze regelmatige symmetrische veelvlakken. Er zijn vier soorten kristalroosters: ionisch, atomair, moleculair en metallisch.

Kristallen

De kristallijne toestand wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van orde op lange afstand in de rangschikking van deeltjes, evenals door de symmetrie van het kristalrooster. Vaste kristallen zijn driedimensionale formaties waarin hetzelfde structurele element in alle richtingen wordt herhaald.

De juiste vorm van kristallen wordt bepaald door hun interne structuur. Als je moleculen, atomen en ionen daarin vervangt door punten in plaats van de zwaartepunten van deze deeltjes, krijg je een driedimensionale regelmatige verdeling. De zich herhalende elementen van de structuur worden elementaire cellen genoemd, en de punten worden knooppunten van het kristalrooster genoemd. Er zijn verschillende soorten kristallen, afhankelijk van de deeltjes waaruit ze bestaan, evenals de aard van de chemische binding daartussen.

Ionische kristalroosters

Ionische kristallen vormen anionen en kationen, daartussen zitten. NAAR dit type kristallen omvatten zouten van de meeste metalen. Elk kation wordt aangetrokken door het anion en afgestoten door andere kationen, dus het is onmogelijk om afzonderlijke moleculen in een ionisch kristal te isoleren. Het kristal kan worden beschouwd als één groot kristal, en de omvang ervan is niet beperkt; het is in staat nieuwe ionen te hechten.

Atoomkristalroosters

In atomaire kristallen zijn individuele atomen verenigd door covalente bindingen. Net als ionische kristallen kunnen ze ook worden gezien als enorme moleculen. Tegelijkertijd zijn atoomkristallen erg hard en duurzaam, en geleiden ze elektriciteit en warmte niet goed. Ze zijn vrijwel onoplosbaar en worden gekenmerkt door een lage reactiviteit. Stoffen met atomaire roosters smelten bij zeer hoge temperaturen.

Moleculaire kristallen

Moleculaire kristalroosters worden gevormd uit moleculen waarvan de atomen verenigd zijn door covalente bindingen. Hierdoor werken zwakke moleculaire krachten tussen moleculen. Dergelijke kristallen worden gekenmerkt door een lage hardheid, een laag smeltpunt en een hoge vloeibaarheid. De stoffen die ze vormen, evenals hun smeltingen en oplossingen, geleiden elektrische stroom niet goed.

Metalen kristalroosters

In metaalkristalroosters zijn atomen met maximale dichtheid gerangschikt, zijn hun bindingen gedelokaliseerd en strekken ze zich door het hele kristal uit. Dergelijke kristallen zijn ondoorzichtig, hebben een metaalglans, zijn gemakkelijk te vervormen en zijn goede geleiders van elektriciteit en warmte.

Deze classificatie beschrijft slechts beperkende gevallen, de meeste kristallen anorganische stoffen behoort tot tussenliggende typen - moleculair-covalent, covalent, enz. Een grafietkristal heeft bijvoorbeeld covalent-metaalbindingen in elke laag en moleculaire bindingen tussen de lagen.

Bronnen:

• alhimik.ru, Solids

Diamant is een mineraal dat behoort tot een van de allotrope modificaties van koolstof. Onderscheidend kenmerk zijn hoge hardheid, die het terecht de titel van de hardste substantie oplevert. Diamant is een vrij zeldzaam mineraal, maar tegelijkertijd het meest verspreid. De uitzonderlijke hardheid vindt zijn toepassing in de machinebouw en de industrie.

Instructies

Diamant heeft een atomair kristalrooster. De koolstofatomen die de basis vormen van het molecuul zijn gerangschikt in de vorm van een tetraëder, wat de reden is dat diamant zo’n hoge sterkte heeft. Alle atomen zijn verbonden door sterke covalente bindingen, die worden gevormd op basis van de elektronische structuur van het molecuul.

Het koolstofatoom heeft sp3-gehybridiseerde orbitalen die zich in een hoek van 109 graden en 28 minuten bevinden. De overlap van hybride orbitalen vindt plaats in een rechte lijn in het horizontale vlak.

Dus wanneer de orbitalen elkaar onder een dergelijke hoek overlappen, is er sprake van een gecentreerd