Mạng tinh thể cacbon có tính ion. Mạng tinh thể

29.09.2019

TRONG tương tác hóa học Không phải các nguyên tử hay phân tử riêng lẻ đi vào mà là các chất. Các chất được phân loại theo loại liên kết phân tử và phi phân tử các tòa nhà.

Đây là những chất được tạo thành từ các phân tử. Liên kết giữa các phân tử trong các chất như vậy rất yếu, yếu hơn nhiều so với liên kết giữa các nguyên tử bên trong phân tử và thậm chí ở mức tương đối. nhiệt độ thấp chúng vỡ ra - chất này biến thành chất lỏng và sau đó thành khí (sự thăng hoa của iốt). Điểm nóng chảy và sôi của các chất bao gồm các phân tử tăng lên khi khối lượng phân tử tăng lên. ĐẾN chất phân tử bao gồm các chất có cấu trúc nguyên tử (C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W), trong số đó có kim loại và phi kim loại.

Cấu trúc phi phân tử của các chất

Đến các chất phi phân tử các tòa nhà đang hợp chất ion. Hầu hết các hợp chất của kim loại với phi kim đều có cấu trúc này: tất cả các muối (NaCl, K 2 S0 4), một số hydrua (LiH) và oxit (CaO, MgO, FeO), bazơ (NaOH, KOH). Các chất ion (phi phân tử) có điểm nóng chảy và sôi cao.

Chất rắn: tinh thể và vô định hình

Chất vô định hình không có điểm nóng chảy rõ ràng - khi đun nóng, chúng mềm dần và chuyển sang trạng thái lỏng. Ví dụ, chất dẻo và các loại nhựa khác nhau ở trạng thái vô định hình.

Chất kết tinhđược đặc trưng vị trí chính xác những hạt mà chúng bao gồm: nguyên tử, phân tử và ion - tại các điểm được xác định chặt chẽ trong không gian. Khi các điểm này được nối bằng các đường thẳng sẽ tạo thành một khung không gian, gọi là mạng tinh thể. Những điểm mà tại đó các hạt tinh thể tập trung được gọi là nút mạng.

Tùy thuộc vào loại hạt nằm ở các nút của mạng tinh thể và tính chất liên kết giữa chúng, bốn loại mạng tinh thể được phân biệt: ion, nguyên tử, phân tử và kim loại .

Mạng tinh thể ion

ionđược gọi là mạng tinh thể, trong các nút có chứa các ion. Chúng được hình thành bởi các chất có liên kết ion, có thể liên kết cả các ion đơn giản Na +, Cl - và các ion phức S0 4 2-, OH -. Do đó, muối và một số oxit và hydroxit của kim loại có mạng tinh thể ion. Ví dụ, một tinh thể natri clorua được tạo thành từ các ion dương Na + và âm Cl - xen kẽ nhau, tạo thành một mạng hình lập phương.

Mạng tinh thể ion của muối ăn

Liên kết giữa các ion trong tinh thể như vậy rất ổn định. Do đó, các chất có mạng ion được đặc trưng bởi độ cứng và độ bền tương đối cao, chúng có tính chịu lửa và không bay hơi.

Mạng tinh thể nguyên tử

nguyên tửđược gọi là mạng tinh thể, trong các nút có các nguyên tử riêng lẻ. Trong mạng như vậy, các nguyên tử được kết nối với nhau bằng liên kết cộng hóa trị rất mạnh. Một ví dụ về các chất có loại mạng tinh thể này là kim cương, một trong những dạng biến đổi đẳng hướng của carbon.

Mạng tinh thể nguyên tử của kim cương

Hầu hết các chất có mạng tinh thể nguyên tử đều có điểm nóng chảy rất cao (ví dụ, đối với kim cương là trên 3500 ° C), chúng bền và cứng và thực tế không hòa tan.

Mạng tinh thể phân tử

phân tửđược gọi là mạng tinh thể, trong đó có các nút chứa các phân tử.

Mạng tinh thể phân tử của iốt

Liên kết hóa học trong các phân tử này có thể vừa phân cực (HCl, H 2 O) vừa không phân cực (N 2, O 2). Mặc dù thực tế là các nguyên tử bên trong phân tử được kết nối bằng liên kết cộng hóa trị rất mạnh, nhưng lực hút liên phân tử yếu lại tác dụng giữa chính các phân tử. Do đó, các chất có mạng tinh thể phân tử có độ cứng thấp, điểm nóng chảy thấp và dễ bay hơi. Vững chắc nhất hợp chất hữu cơ có mạng tinh thể phân tử (naphtalen, glucose, đường).

Lưới tinh thể kim loại

Các chất có liên kết kim loại có kim loại mạng tinh thể.

Tại vị trí của các mạng như vậy có các nguyên tử và ion (có thể là nguyên tử hoặc ion, trong đó các nguyên tử kim loại dễ dàng biến đổi, nhường các electron bên ngoài của chúng “thành sử dụng chung"). Cấu trúc bên trong của kim loại quyết định đặc tính của chúng tính chất vật lý: tính dẻo, tính dẻo, tính dẫn điện và nhiệt, độ bóng kim loại đặc trưng.

Như chúng ta đã biết, một chất có thể tồn tại ở ba trạng thái kết hợp: thể khí, cứng Và chất lỏng. Oxy, mà điều kiện bình thườngở trạng thái khí, ở nhiệt độ -194 ° C, nó biến thành chất lỏng màu xanh lam và ở nhiệt độ -218,8 ° C, nó biến thành một khối giống như tuyết với các tinh thể màu xanh da trời.

Phạm vi nhiệt độ cho sự tồn tại của một chất ở trạng thái rắn được xác định bởi điểm sôi và điểm nóng chảy. chất rắn là kết tinh Và vô định hình.

bạn chất vô định hình không có điểm nóng chảy cố định - khi đun nóng, chúng mềm dần và chuyển sang trạng thái lỏng. Ví dụ, ở trạng thái này, nhiều loại nhựa và chất dẻo khác nhau được tìm thấy.

Chất kết tinh Chúng được phân biệt bởi sự sắp xếp đều đặn của các hạt mà chúng bao gồm: nguyên tử, phân tử và ion, tại các điểm được xác định chặt chẽ trong không gian. Khi các điểm này được nối với nhau bằng các đường thẳng sẽ tạo thành một khung không gian gọi là mạng tinh thể. Những điểm mà tại đó các hạt tinh thể tập trung được gọi là các nút mạng.

Các nút của mạng mà chúng ta tưởng tượng có thể chứa các ion, nguyên tử và phân tử. Những hạt này thực hiện chuyển động dao động. Khi nhiệt độ tăng, biên độ dao động này cũng tăng, dẫn đến giãn nở nhiệtđiện thoại.

Tùy thuộc vào loại hạt nằm ở các nút của mạng tinh thể và tính chất liên kết giữa chúng, bốn loại mạng tinh thể được phân biệt: ion, nguyên tử, phân tử Và kim loại.

ion Chúng được gọi là mạng tinh thể trong đó các ion nằm ở các nút. Chúng được hình thành bởi các chất có liên kết ion, có thể liên kết cả các ion đơn giản Na+, Cl- và SO24-, OH- phức tạp. Như vậy, mạng tinh thể ion có muối, một số oxit và hydroxyl của kim loại, tức là những chất trong đó tồn tại liên kết hóa học ion. Hãy xem xét một tinh thể natri clorua; nó bao gồm các ion Na+ và CL- âm xen kẽ nhau, chúng cùng nhau tạo thành một mạng hình lập phương. Liên kết giữa các ion trong tinh thể như vậy cực kỳ ổn định. Do đó, các chất có mạng ion có độ bền và độ cứng tương đối cao; chúng có tính chịu lửa và không bay hơi.

nguyên tử Mạng tinh thể là những mạng tinh thể có các nút chứa các nguyên tử riêng lẻ. Trong mạng tinh thể như vậy, các nguyên tử được kết nối với nhau bằng liên kết cộng hóa trị rất mạnh. Ví dụ, kim cương là một trong những dạng biến đổi đẳng hướng của carbon.

Các chất có mạng tinh thể nguyên tử không phổ biến lắm trong tự nhiên. Chúng bao gồm boron tinh thể, silicon và germanium, cũng như các chất phức tạp, ví dụ như những chất có chứa oxit silicon (IV) - SiO 2: silica, thạch anh, cát, đá tinh thể.

Phần lớn các chất có mạng tinh thể nguyên tử có điểm nóng chảy rất cao (đối với kim cương vượt quá 3500 ° C), những chất này rất bền và cứng, thực tế không hòa tan.

phân tử Chúng được gọi là mạng tinh thể trong đó các phân tử nằm ở các nút. Liên kết hóa học trong các phân tử này cũng có thể có cực (HCl, H 2 0) hoặc không phân cực (N 2, O 3). Và mặc dù các nguyên tử bên trong các phân tử được kết nối bằng liên kết cộng hóa trị rất mạnh, lực hút liên phân tử yếu lại tác động giữa chính các phân tử. Đó là lý do tại sao các chất có mạng tinh thể phân tử được đặc trưng bởi độ cứng thấp, điểm nóng chảy thấp và độ bay hơi.

Ví dụ về các chất như vậy bao gồm nước rắn - nước đá, carbon monoxide rắn (IV) - "đá khô", hydro clorua rắn và hydro sunfua, các chất rắn đơn giản được tạo thành bởi một - (khí hiếm), hai - (H 2, O 2, CL 2 , N 2 , I 2), ba - (O 3), bốn - (P 4), phân tử tám nguyên tử (S 8). Phần lớn các hợp chất hữu cơ rắn có mạng tinh thể phân tử (naphthalene, glucose, đường).

blog.site, khi sao chép toàn bộ hoặc một phần tài liệu, cần có liên kết đến nguồn gốc.

Trở lại Tiến lên

Chú ý! Bản xem trước trang chiếu chỉ nhằm mục đích cung cấp thông tin và có thể không thể hiện tất cả các tính năng của bản trình bày. Nếu bạn quan tâm đến tác phẩm này, vui lòng tải xuống phiên bản đầy đủ.

Loại bài học: Kết hợp.

Mục tiêu của bài học: Tạo điều kiện phát triển khả năng của học sinh trong việc thiết lập mối quan hệ nhân quả của tính chất vật lý của các chất vào loại liên kết hóa học và loại mạng, dự đoán loại mạng tinh thể dựa trên tính chất vật lý của một chất.

Mục tiêu bài học:

Hình thành khái niệm về trạng thái kết tinh và vô định hình chất rắn, cho học sinh làm quen với nhiều loại mạng tinh thể, thiết lập sự phụ thuộc của các tính chất vật lý của tinh thể vào bản chất của liên kết hóa học trong tinh thể và loại mạng tinh thể, giúp học sinh hiểu cơ bản về ảnh hưởng của bản chất liên kết hóa học và các loại tinh thể mạng về tính chất của chất.
Tiếp tục hình thành thế giới quan của học sinh, xem xét sự ảnh hưởng lẫn nhau của các thành phần trong toàn bộ cấu trúc của các hạt chất, từ đó xuất hiện các tính chất mới, phát triển khả năng tổ chức công việc giáo dục và tuân thủ các quy tắc làm việc theo nhóm. .
Phát triển hứng thú nhận thức của học sinh khi sử dụng các tình huống có vấn đề;

Thiết bị: Hệ thống tuần hoàn D.I. Mendeleev, bộ sưu tập “Kim loại”, phi kim loại: lưu huỳnh, than chì, phốt pho đỏ, silic tinh thể, iốt; Trình bày “Các loại mạng tinh thể”, mô hình mạng tinh thể các loại khác nhau(muối ăn, kim cương và than chì, carbon dioxide và iốt, kim loại), mẫu nhựa và các sản phẩm làm từ chúng, thủy tinh, nhựa, máy tính, máy chiếu.

Tiến độ bài học

1. Thời điểm tổ chức.

Giáo viên chào đón học sinh và ghi điểm những học sinh vắng mặt.

2. Kiểm tra kiến thức về chủ đề “Liên kết hóa học”. Trạng thái oxy hóa.”

Làm việc độc lập (15 phút)

3. Nghiên cứu tài liệu mới.

Giáo viên nêu chủ đề bài học và mục đích của bài học. (Trang trình bày 1,2)

Học sinh ghi ngày và chủ đề của bài học vào vở.

Đang cập nhật kiến thức.

Giáo viên đặt câu hỏi cho cả lớp:

Bạn biết những loại hạt nào? Các ion, nguyên tử và phân tử có điện tích không?
Bạn biết những loại liên kết hóa học nào?
Bạn biết những trạng thái tổng hợp nào của các chất?

Giáo viên:“Bất kỳ chất nào cũng có thể là chất khí, chất lỏng hoặc chất rắn. Ví dụ, nước. Trong điều kiện bình thường nó là chất lỏng, nhưng nó có thể là hơi nước và nước đá. Hoặc oxy trong điều kiện bình thường là chất khí; ở nhiệt độ -1940 C, nó biến thành chất lỏng màu xanh lam, và ở nhiệt độ -218,8 ° C, nó đông đặc lại thành một khối giống như tuyết gồm các tinh thể màu xanh lam. Trong bài học này chúng ta sẽ xem xét trạng thái rắn của các chất: vô định hình và kết tinh.” (Trang trình bày 3)

Giáo viên: các chất vô định hình không có điểm nóng chảy rõ ràng - khi đun nóng, chúng mềm dần và chuyển sang trạng thái lỏng. Ví dụ, các chất vô định hình bao gồm sôcôla, tan chảy trong cả tay và miệng; kẹo cao su, nhựa, sáp, nhựa (ví dụ về các chất như vậy được hiển thị). (Trang trình bày 7)

Các chất kết tinh có điểm nóng chảy rõ ràng và quan trọng nhất là được đặc trưng bởi sự sắp xếp chính xác của các hạt tại các điểm được xác định chặt chẽ trong không gian. (Slide 5,6) Khi các điểm này được nối bằng các đường thẳng, một khung không gian được hình thành, gọi là mạng tinh thể. Các điểm mà các hạt tinh thể tập trung được gọi là các nút mạng.

Học sinh viết định nghĩa vào vở của mình: “Mạng tinh thể là tập hợp các điểm trong không gian, trong đó có các hạt tạo thành tinh thể. Các điểm mà các hạt tinh thể tập trung được gọi là các nút mạng.”

Tùy thuộc vào loại hạt nào nằm ở các nút của mạng này, có 4 loại mạng. (Trang trình bày 8) Nếu có các ion tại các nút của mạng tinh thể thì mạng tinh thể đó được gọi là ion.

Giáo viên đặt câu hỏi cho học sinh:

– Tên của mạng tinh thể trong các nút chứa các nguyên tử và phân tử sẽ là gì?

Nhưng có những mạng tinh thể, tại các nút có cả nguyên tử và ion. Lưới như vậy được gọi là lưới kim loại.

Bây giờ chúng ta sẽ điền vào bảng: “Mạng tinh thể, loại liên kết và tính chất của các chất”. Khi điền vào bảng, chúng ta sẽ thiết lập mối quan hệ giữa loại mạng, loại liên kết giữa các hạt và tính chất vật lý của chất rắn.

Hãy xem xét loại mạng tinh thể thứ nhất, được gọi là ion. (Trang trình bày 9)

- Liên kết hóa học trong các chất này là gì?

Hãy quan sát mạng tinh thể ion (xem mô hình mạng tinh thể như vậy). Các nút của nó chứa các ion tích điện dương và âm. Ví dụ, tinh thể natri clorua được tạo thành từ các ion natri dương và ion clorua âm, tạo thành mạng hình lập phương. Các chất có mạng tinh thể ion bao gồm muối, oxit và hydroxit của các kim loại điển hình. Các chất có mạng tinh thể ion có độ cứng và độ bền cao, chúng chịu lửa và không bay hơi.

Giáo viên: Tính chất vật lý của các chất có mạng tinh thể nguyên tử cũng giống như các chất có mạng tinh thể ion, nhưng thường ở dạng những điều tuyệt vời nhất- Rất cứng, rất bền. Kim cương, có mạng tinh thể nguyên tử, là chất cứng nhất trong tất cả các chất tự nhiên. Nó phục vụ như một tiêu chuẩn cho độ cứng, được đánh giá bằng hệ thống 10 điểm. điểm cao nhất 10.(Trang 10). Đối với loại mạng tinh thể này, bạn sẽ tự mình nhập các thông tin cần thiết vào bảng bằng cách tự làm việc với sách giáo khoa.

Giáo viên: Hãy xem xét loại mạng tinh thể thứ 3, được gọi là kim loại. (Trang trình bày 11,12) Tại các nút của mạng như vậy có các nguyên tử và ion, giữa đó các electron chuyển động tự do, kết nối chúng thành một tổng thể duy nhất.

Cấu trúc bên trong của kim loại này xác định tính chất vật lý đặc trưng của chúng.

Giáo viên: Bạn biết những tính chất vật lý nào của kim loại? (tính dẻo, độ dẻo, độ dẫn điện và nhiệt, độ bóng kim loại).

Giáo viên: Tất cả các chất được chia thành những nhóm nào theo cấu trúc của chúng? (Trang trình bày 12)

Chúng ta hãy xem xét loại mạng tinh thể được sở hữu bởi các chất nổi tiếng như nước, carbon dioxide, oxy, nitơ và các chất khác. Nó được gọi là phân tử. (Trang trình bày14)

– Những hạt nào nằm ở các nút của mạng này?

Liên kết hóa học trong các phân tử nằm ở vị trí mạng tinh thể có thể là cộng hóa trị có cực hoặc cộng hóa trị không phân cực. Mặc dù thực tế là các nguyên tử bên trong phân tử được kết nối bằng liên kết cộng hóa trị rất mạnh, lực hút liên phân tử yếu tác dụng giữa chính các phân tử. Do đó, các chất có mạng tinh thể phân tử có độ cứng thấp, điểm nóng chảy thấp và dễ bay hơi. Khi ở dạng khí hoặc chất lỏng Tại điều kiện đặc biệt chuyển thành chất rắn thì chúng có mạng tinh thể phân tử. Ví dụ về các chất như vậy có thể là nước rắn - nước đá, carbon dioxide rắn - đá khô. Lưới này có naphtalene, được sử dụng để bảo vệ các sản phẩm len khỏi sâu bướm.

– Tính chất nào của mạng tinh thể phân tử quyết định công dụng của naphtalen? (sự biến động). Như chúng ta thấy, không chỉ chất rắn mới có thể có mạng tinh thể phân tử. đơn giản các chất: khí hiếm, H 2, O 2, N 2, I 2, O 3, phốt pho trắng P 4, nhưng và phức tạp: nước rắn, hydro clorua rắn và hydro sunfua. Hầu hết các hợp chất hữu cơ rắn đều có mạng tinh thể phân tử (naphthalene, glucose, đường).

Các vị trí mạng tinh thể chứa các phân tử không phân cực hoặc phân cực. Mặc dù thực tế là các nguyên tử bên trong phân tử được kết nối bằng liên kết cộng hóa trị mạnh, nhưng lực liên phân tử yếu lại tác dụng giữa chính các phân tử.

Kết luận: Các chất dễ vỡ, độ cứng thấp, nhiệt độ nóng chảy thấp, dễ bay hơi.

Câu hỏi: Quá trình nào được gọi là thăng hoa hay thăng hoa?

Trả lời: Sự chuyển một chất từ trạng thái kết tụ trực tiếp sang trạng thái khí, bỏ qua trạng thái lỏng, được gọi là thăng hoa hoặc thăng hoa.

Trình diễn thí nghiệm: thăng hoa của iốt

Sau đó học sinh lần lượt nêu tên các thông tin mình ghi vào bảng.

Mạng tinh thể, loại liên kết và tính chất của các chất.

Loại lưới tản nhiệt	Các loại hạt ở vị trí mạng tinh thể	Loại giao tiếp giữa các hạt	Ví dụ về chất	Tính chất vật lý của các chất
ion	Ion	Ion – liên kết bền	Muối, halogenua (IA, IIA), oxit và hydroxit của kim loại điển hình	Rắn, bền, không bay hơi, giòn, chịu lửa, tan nhiều trong nước, dễ nóng chảy dòng điện
Hạt nhân	nguyên tử	1. Cộng hóa trị không phân cực – liên kết rất bền 2. Cộng hóa trị cực – liên kết rất bền	*Chất đơn giản* MỘT: kim cương (C), than chì (C), boron (B), silicon (Si). *Chất phức tạp* : oxit nhôm (Al 2 O 3), oxit silic (IV) – SiO 2	Rất cứng, rất chịu lửa, bền, không bay hơi, không hòa tan trong nước
phân tử	Phân tử	Có lực yếu giữa các phân tử lực hút liên phân tử, nhưng trong phân tử có liên kết cộng hoá trị bền	Chất rắn ở điều kiện đặc biệt là chất khí hoặc chất lỏng ở điều kiện bình thường (O 2, H 2, Cl 2, N 2, Br 2, H 2 O, CO 2, HCl); lưu huỳnh, phốt pho trắng, iốt; chất hữu cơ	Dễ vỡ, dễ bay hơi, dễ nóng chảy, có khả năng thăng hoa, độ cứng thấp
Kim loại	Ion nguyên tử	Kim loại - sức mạnh khác nhau	Kim loại và hợp kim	Dễ uốn, sáng bóng, dẻo, dẫn nhiệt và dẫn điện

Giáo viên: Chúng ta có thể rút ra kết luận gì từ công việc được thực hiện trên bàn?

Kết luận 1: Tính chất vật lý của các chất phụ thuộc vào loại mạng tinh thể. Thành phần của chất → Loại liên kết hóa học → Loại mạng tinh thể → Tính chất của các chất . (Trang trình bày 18).

Câu hỏi: Loại mạng tinh thể nào được thảo luận ở trên không có trong các chất đơn giản?

Trả lời: Mạng tinh thể ion.

Câu hỏi: Mạng tinh thể nào là đặc trưng của các chất đơn giản?

Trả lời: Đối với các chất đơn giản - kim loại - mạng tinh thể kim loại; đối với phi kim loại - nguyên tử hoặc phân tử.

Làm việc với Bảng tuần hoàn D.I. Mendeleev.

Câu hỏi: Các nguyên tố kim loại nằm ở đâu trong Bảng tuần hoàn và tại sao? Các nguyên tố phi kim loại và tại sao?

Trả lời : Nếu bạn vẽ một đường chéo từ boron đến astatine thì ở góc dưới bên trái của đường chéo này sẽ có các nguyên tố kim loại, bởi vì ở mức năng lượng cuối cùng chúng chứa từ một đến ba electron. Đây là các nguyên tố I A, II A, III A (trừ boron), cũng như thiếc và chì, antimon và tất cả các nguyên tố thuộc phân nhóm thứ cấp.

Các nguyên tố phi kim nằm ở góc trên bên phải của đường chéo này, bởi vì ở mức năng lượng cuối cùng chúng chứa từ bốn đến tám electron. Đó là các nguyên tố IV A, V A, VI A, VII A, VIII A và boron.

Giáo viên: Hãy tìm các nguyên tố phi kim mà chất đơn giản của chúng có mạng tinh thể nguyên tử (Đáp án: C, B, Si) và phân tử ( Đáp án: N, S, O , halogen và khí hiếm )

Giáo viên: Đưa ra kết luận về cách xác định loại mạng tinh thể chất đơn giản tùy thuộc vào vị trí của các nguyên tố trong Bảng tuần hoàn của D.I.

Trả lời: Đối với các nguyên tố kim loại thuộc I A, II A, IIIA (trừ boron), cũng như thiếc và chì, và tất cả các nguyên tố thuộc phân nhóm thứ cấp trong một chất đơn giản, loại mạng tinh thể là kim loại.

Đối với các nguyên tố phi kim loại IV A và boron trong một chất đơn giản, mạng tinh thể là nguyên tử; và các nguyên tố V A, VI A, VII A, VIII A trong các chất đơn giản có mạng tinh thể phân tử.

Chúng tôi tiếp tục làm việc với bảng đã hoàn thành.

Giáo viên: Nhìn kỹ vào bàn. Mô hình nào có thể được quan sát?

Chúng tôi lắng nghe cẩn thận câu trả lời của học sinh và sau đó cùng cả lớp đưa ra kết luận. Kết luận 2 (slide 17)

4. Cố định vật liệu.

Kiểm tra (tự kiểm soát):

Các chất có mạng tinh thể phân tử, theo quy luật:
a) Chịu lửa và hòa tan cao trong nước
b) Dễ nóng chảy và dễ bay hơi
c) Chất rắn và dẫn điện
d) Dẫn nhiệt và nhựa

Khái niệm “phân tử” không áp dụng cho đơn vị cấu trúc của một chất:
a) Nước
b) Ôxi
c) Kim cương
d) Ôzôn

Mạng tinh thể nguyên tử có đặc điểm:
a) Nhôm và than chì
b) Lưu huỳnh và iốt
c) Oxit silic và natri clorua
d) Kim cương và boron

Nếu một chất tan nhiều trong nước thì nó có nhiệt độ cao nóng chảy, dẫn điện, sau đó là mạng tinh thể của nó:
a) Phân tử
b) Hạt nhân
c) Ion
đ) Kim loại

5. Suy ngẫm.

6. Bài tập về nhà.

Nêu đặc điểm của từng loại mạng tinh thể theo sơ đồ: Các nút của mạng tinh thể là gì, đơn vị cấu trúc → Kiểu liên kết hóa học giữa các hạt của nút → Lực tương tác giữa các hạt của tinh thể → Tính chất vật lý do tinh thể gây ra mạng → Trạng thái tổng hợp của chất trong điều kiện bình thường → Ví dụ.

Sử dụng công thức của các chất đã cho: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - xác định loại mạng tinh thể (ion, phân tử) của mỗi hợp chất và dựa trên đó, mô tả các tính chất vật lý dự kiến của từng chất trong số bốn chất đó chất.

Bất kỳ chất nào trong tự nhiên đều được biết là bao gồm nhiều hơn hạt mịn. Lần lượt, chúng được kết nối và tạo thành một cấu trúc nhất định xác định tính chất của một chất cụ thể.

Nguyên tử là đặc trưng và xảy ra ở nhiệt độ thấp và huyết áp cao. Trên thực tế, chính nhờ điều này mà kim loại và một số vật liệu khác có được độ bền đặc trưng của chúng.

Cấu trúc của các chất đó là cấp độ phân tử trông giống như một mạng tinh thể, mỗi nguyên tử trong đó được kết nối với nguyên tử lân cận của nó nhiều nhất kết nối mạnh mẽ tồn tại trong tự nhiên - liên kết cộng hóa trị. Tất cả các phần tử nhỏ nhất tạo nên cấu trúc đều được sắp xếp một cách có trật tự và có tính tuần hoàn nhất định. Biểu thị một lưới ở các góc chứa các nguyên tử, luôn được bao quanh cùng một số vệ tinh, mạng tinh thể nguyên tử thực tế không thay đổi cấu trúc của nó. Người ta biết rằng cấu trúc của kim loại hoặc hợp kim nguyên chất chỉ có thể thay đổi bằng cách nung nóng nó. Trong trường hợp này, nhiệt độ càng cao thì liên kết trong mạng càng mạnh.

Nói cách khác, mạng tinh thể nguyên tử là chìa khóa cho độ bền và độ cứng của vật liệu. Tuy nhiên, điều đáng lưu ý là sự sắp xếp của các nguyên tử trong các chất khác nhau cũng có thể khác nhau, do đó ảnh hưởng đến mức độ bền. Vì vậy, ví dụ, kim cương và than chì, chứa cùng một nguyên tử carbon, cực kỳ khác nhau về độ bền: kim cương ở trên Trái đất, nhưng than chì có thể bong tróc và vỡ. Thực tế là trong mạng tinh thể than chì, các nguyên tử được sắp xếp thành từng lớp. Mỗi lớp giống như một tổ ong, trong đó các nguyên tử carbon liên kết khá lỏng lẻo. Cấu trúc này làm cho các đầu bút chì bị vỡ vụn theo từng lớp: khi bị gãy, các phần của than chì sẽ bong ra. Một thứ nữa là kim cương, mạng tinh thể bao gồm các nguyên tử carbon bị kích thích, nghĩa là những nguyên tử có khả năng hình thành 4 liên kết mạnh. Đơn giản là không thể phá hủy một khớp như vậy.

Ngoài ra, mạng tinh thể của kim loại còn có những đặc điểm nhất định:

1. Chu kỳ mạng- đại lượng xác định khoảng cách giữa tâm của hai nguyên tử liền kề, được đo dọc theo mép của mạng. Ký hiệu được chấp nhận chung không khác với ký hiệu trong toán học: a, b, c lần lượt là chiều dài, chiều rộng, chiều cao của mạng. Rõ ràng, kích thước của hình này nhỏ đến mức khoảng cách được đo bằng đơn vị đo nhỏ nhất - một phần mười nanomet hoặc angstrom.

2. K - số phối trí. Một chỉ số xác định mật độ đóng gói của các nguyên tử trong một mạng đơn. Theo đó, mật độ của nó càng lớn thì số K càng cao. Trên thực tế, con số này biểu thị số lượng nguyên tử càng gần càng tốt và ở khoảng cách bằng nhau với nguyên tử đang nghiên cứu.

3. Cơ sở lưới. Cũng là một đại lượng đặc trưng cho mật độ của mạng. Biểu thị tổng số nguyên tử thuộc về ô cụ thể đang được nghiên cứu.

4. Hệ số nénđược đo bằng cách tính tổng thể tích của mạng chia cho thể tích chiếm bởi tất cả các nguyên tử trong đó. Giống như hai giá trị trước, giá trị này phản ánh mật độ của mạng đang được nghiên cứu.

Chúng ta chỉ xem xét một số chất có mạng tinh thể nguyên tử. Trong khi đó, có rất nhiều người trong số họ. Mặc dù có tính đa dạng lớn, mạng nguyên tử kết tinh bao gồm các đơn vị luôn được kết nối với nhau bằng các phương tiện (cực hoặc không phân cực). Ngoài ra, các chất như vậy thực tế không hòa tan trong nước và được đặc trưng bởi độ dẫn nhiệt thấp.

Trong tự nhiên, có ba loại mạng tinh thể: lập phương tâm khối, lập phương tâm mặt và lục giác đóng kín.

Cấu trúc của vật chất.

Không phải các nguyên tử hay phân tử riêng lẻ tham gia vào các tương tác hóa học mà là các chất.
Nhiệm vụ của chúng ta là làm quen với cấu trúc của vật chất.

Ở nhiệt độ thấp, các chất ở trạng thái rắn ổn định.

☼ Chất cứng nhất trong tự nhiên là kim cương. Ông được coi là vua của mọi loại đá quý và đá quý. Và bản thân tên của nó có nghĩa là “không thể phá hủy” trong tiếng Hy Lạp. Kim cương từ lâu đã được coi là viên đá kỳ diệu. Người ta tin rằng người đeo kim cương không mắc các bệnh về dạ dày, không bị nhiễm độc, giữ được trí nhớ và tâm trạng vui vẻ cho đến tuổi già và được hoàng gia sủng ái.

☼ Viên kim cương đã qua quá trình gia công trang sức - cắt, đánh bóng - được gọi là kim cương.

Khi nóng chảy do dao động nhiệt, trật tự của các hạt bị phá vỡ, chúng trở nên linh động, trong khi bản chất của liên kết hóa học không bị phá vỡ. Vì vậy, không có sự khác biệt cơ bản giữa trạng thái rắn và lỏng.
Chất lỏng có được tính lưu động (tức là khả năng có hình dạng của một chiếc bình).

Tinh thể lỏng.

Tinh thể lỏng được phát hiện vào cuối thế kỷ 19, nhưng mới được nghiên cứu trong 20-25 năm qua. Nhiều thiết bị hiển thị công nghệ hiện đại, ví dụ như một số đồng hồ điện tử, máy tính mini, chạy trên tinh thể lỏng.

Nhìn chung, từ “tinh thể lỏng” nghe không kém gì “đá nóng”. Tuy nhiên, trên thực tế, nước đá cũng có thể nóng, bởi... ở áp suất trên 10.000 atm. nước đá tan ở nhiệt độ trên 2000 C. Điều bất thường của sự kết hợp “tinh thể lỏng” là trạng thái lỏng biểu thị tính di động của cấu trúc và tinh thể ngụ ý trật tự nghiêm ngặt.

Nếu một chất bao gồm các phân tử đa nguyên tử có hình dạng thon dài hoặc dạng phiến và có cấu trúc không đối xứng, thì khi tan chảy, các phân tử này được định hướng theo một cách nhất định so với nhau (trục dài của chúng song song). Trong trường hợp này, các phân tử có thể di chuyển tự do song song với chính chúng, tức là hệ thống có được đặc tính lưu động của chất lỏng. Đồng thời, hệ thống vẫn giữ được cấu trúc có trật tự, xác định các tính chất đặc trưng của tinh thể.

Tính di động cao của cấu trúc như vậy giúp có thể điều khiển nó thông qua các tác động rất yếu (nhiệt, điện, v.v.), tức là. cố ý thay đổi các đặc tính của một chất, bao gồm cả các đặc tính quang học, với mức tiêu hao năng lượng rất ít, vốn được sử dụng trong công nghệ hiện đại.

Các loại mạng tinh thể.

Bất kì chất hóa học có học thức một số lượng lớn các hạt giống hệt nhau được kết nối với nhau.
Ở nhiệt độ thấp, khi chuyển động nhiệt khó khăn, các hạt được định hướng chặt chẽ trong không gian và tạo thành mạng tinh thể.

Mạng tinh thể là một cấu trúc có sự sắp xếp chính xác về mặt hình học của các hạt trong không gian.

Trong mạng tinh thể, các nút và không gian nội nút được phân biệt.
Cùng một chất, tùy thuộc vào các điều kiện (p, t,...), tồn tại ở các dạng tinh thể khác nhau (tức là chúng có các mạng tinh thể khác nhau) - các biến đổi đẳng hướng khác nhau về tính chất.
Ví dụ, bốn biến thể của carbon được biết đến: than chì, kim cương, carbyne và lonsdaleite.

☼ Loại carbon tinh thể thứ tư, “lonsdaleite,” ít được biết đến. Nó được phát hiện trong các thiên thạch và thu được một cách nhân tạo, và cấu trúc của nó vẫn đang được nghiên cứu.

☼ Muội than, than cốc, thanđược phân loại là polyme cacbon vô định hình. Tuy nhiên, hiện nay người ta đã biết rằng đây cũng là chất kết tinh.

☼ Nhân tiện, người ta tìm thấy các hạt màu đen sáng bóng trong bồ hóng, chúng được gọi là “carbon gương”. Gương cacbon trơ về mặt hóa học, chịu nhiệt, không thấm khí và chất lỏng, có bề mặt nhẵn và tương thích tuyệt đối với các mô sống.

☼ Cái tên than chì bắt nguồn từ “graffito” của Ý - Tôi viết, tôi vẽ. Than chì là các tinh thể màu xám đen có ánh kim loại yếu và có mạng lưới phân lớp. Các lớp nguyên tử riêng lẻ trong tinh thể than chì, liên kết với nhau tương đối yếu, dễ dàng tách ra khỏi nhau.

CÁC LOẠI MẠNG TINH THỂ

Tính chất của các chất có mạng tinh thể khác nhau (bảng)

Nếu tốc độ phát triển tinh thể thấp khi làm mát, trạng thái thủy tinh (vô định hình) sẽ được hình thành.

Mối quan hệ giữa vị trí của một nguyên tố trong Bảng tuần hoàn và mạng tinh thể của chất đơn giản của nó.

Có một mối quan hệ chặt chẽ giữa vị trí của một nguyên tố trong bảng tuần hoàn và mạng tinh thể của nguyên tố tương ứng.

Các chất đơn giản của các nguyên tố còn lại có mạng tinh thể kim loại.

SỬA CHỮA

Nghiên cứu tài liệu bài giảng và trả lời các câu hỏi sau bằng cách viết vào vở:
- Mạng tinh thể là gì?
- Có những loại mạng tinh thể nào?
- Mô tả từng loại mạng tinh thể theo sơ đồ:

Các nút của mạng tinh thể là gì, đơn vị cấu trúc → Loại liên kết hóa học giữa các hạt của nút → Lực tương tác giữa các hạt của tinh thể → Tính chất vật lý được xác định bởi mạng tinh thể → Trạng thái tổng hợp của chất trong điều kiện bình thường → Ví dụ

Hoàn thành nhiệm vụ về chủ đề này:

- Các chất thường dùng trong đời sống sau đây có loại mạng tinh thể nào: nước, axit axetic (CH3 COOH), đường (C12 H22 O11), phân kali(KCl), cát sông (SiO2) - nhiệt độ nóng chảy 1710 0C, amoniac (NH3), muối ăn? Đưa ra kết luận chung: dựa vào tính chất nào của một chất mà người ta có thể xác định được loại mạng tinh thể của nó?
Sử dụng công thức của các chất đã cho: SiC, CS2, NaBr, C2 H2 - xác định loại mạng tinh thể (ion, phân tử) của từng hợp chất và dựa vào đó mô tả tính chất vật lý của từng chất trong số bốn chất.
Huấn luyện viên số 1. "Mạng tinh thể"
Huấn luyện viên số 2. "Nhiệm vụ thử nghiệm"
Kiểm tra (tự kiểm soát):

1) Các chất có mạng tinh thể phân tử, theo quy luật:
Một). chịu lửa và hòa tan cao trong nước
b). dễ nóng chảy và dễ bay hơi
V). Chất rắn và dẫn điện
G). Dẫn nhiệt và nhựa

2) Khái niệm “phân tử” không áp dụng cho đơn vị cấu tạo của chất:

b). ôxy

V). kim cương

3) Mạng tinh thể nguyên tử có đặc điểm:

Một). nhôm và than chì

b). lưu huỳnh và iốt

V). oxit silic và natri clorua

G). kim cương và boron

4) Nếu một chất hòa tan nhiều trong nước, có nhiệt độ nóng chảy cao và dẫn điện thì mạng tinh thể của nó là:

MỘT). phân tử

b). nguyên tử

V). ion