Тема. Кристалічніґратки.

Атоми, молекули, йони - відносно проста форма організаціїречовини. У стандартних умовах ці частинки, як правило, індивідуально не існують. За допомогою різних типів хімічнихзв'язків вони об'єднуються й утворюють вищу форму організації речовини — хімічні сполуки, що поділяються на прості і складні речовини, які існують у твердому, рідкому та газуватому стані.

А –твердий. Б – рідкий. В - газоподібний.

Гази характеризуютьсяповною невпорядкованістюрозташування молекул одна відносно одної.

В рідинах спостерігаєтьсядеяка впорядкованістьчастинок. Адже для рідинхарактерна наявністьпевного об'єму, хоча й відсутня певна форма. Рідини займають проміжнемісце між газами і твердими тілами, якимвластивий суворий порядок розташування частинок, щоутворюють речовину.

У твердих речовинах частинки розташовані у просторі суворо закономірнодля кожної речовини.

Щоб якось уявити цю закономірність, у тривимірному просторі подумкиоб'єднай центри молекул прямимилініями, які перетинаються. При цьому утвориться просторовий каркас, який називають кристалічнимиґратками. Місця, в яких лініїперетинаються, називають вузламикристалічних ґраток.

Висновок. Кристалічні ґратки – впорядковане розташуванняатомів, молекул, йонів у суворо певних місцях простору

кристалічнівузли

Залежно від природи частинок, що містяться у вузлах кристалічних ґраток, розрізняють:

Йонні Атомні Молекулярні Металеві

Йонні кристалічні ґраткиУ вузлах йонних кристалічних ґраток розміщені йони. Йони утримуються один з одним силами притягання, і кристал є нібиєдиним цілим. Йонні кристалічні гратки мають солі деякі оксиди та гідроксидиметалів.Речовини з йонним зв'язком за стандартної температури — тверді(кристалічні), з досить високою температурою плавлення і ще вищою— кипіння.

Типовим представником сполук з йонним типом кристалічних ґраток є натрій хлорид NaCl. Йони Натрію Na+ та йониХлору Сl-, почергово розміщуютьсяу вузлах ґраток

Молекул у йонних кристалах немає, є тільки йони. Лише у газуватому стані (пара) натрій хлорид існує у вигляді молекул NaCl.

Наприклад, згідно з формулою йонного кристала CaF2 співвідношенняпозитивно заряджених йонів Са2+ і негативно заряджених йонів F- у ґратках дорівнює 1:2. Оскільки кожнідва позитивні заряди Са2+

нейтралізуються двома негативнимизарядами 2F-,то речовина CaF2 —електронейтральна.

Хімічні формули йонних сполук передають лише співвідношенняпозитивно і негативно заряджених йонів у кристалічних ґратках. Йонні сполуки в цілому електронейтральні.

Са2+

F-

F-

Йонні кристалічні ґратки

Хоча реальних молекул у йоннихкристалах не існує, для однаковості з

ковалентними речовинами прийнято за допомогою формул NaCl, CaF2 тощо

передавати найпростіший склад йонноїречовини та характеризувати її також

певним значенням відносноїмолекулярної (формульної) маси на підставі її формульного складу. А

поняття про валентність як певне число ковалентних зв'язків до йонних сполукзастосувати неможливо (тому й будемо

говорити про ступінь окисненняелементів).

ЗВЕРНІТЬ УВАГУ

Такі кристалічні ґратки має алмаз. У його кристалікожний атом Карбону сполучений ковалентнимизв'язками з чотирма сусідніми атомами Карбону, тобто утворює чотири спільні електронні пари. Ось чому можна говорити, що Карбон —чотиривалентний елемент.

Атомні кристалічні ґратки. У вузлах атомних кристалічних ґраток містяться окремі атоми, сполучені між собою ковалентними зв'язками.

Речовини, які мають атомні кристалічні ґратки в природі зустрічаютьсямало, вони характеризуються великою твердістю, дуже високимитемпературами плавлення і кипіння, вони практично не розчиняються в жодних розчинниках, не проводять електричний струм, оскільки вільнихелектронів немає, всі 4 валентні електрони беруть участь в утворенніковалентних зв'язків.

Атомні ґратки мають лише деякі речовини у твердому стані(силіцій , бор, силіцій(IV) оксид SiO2- кварц, силіцій(ІV) карбід SiC, германій).

Алмаз

Сили міжмолекулярної взаємодії, так звані сили Ван-дер-Ваальса, значно слабкіші за сили ковалентного зв'язку. Тому речовини з молекулярними ґратками мають невелику твердість, вони легкоплавкі і леткі.

Молекулярні кристалічні ґратки

У вузлах молекулярних кристалічних ґраток містяться молекули як неполярні, так і полярні.

Наприклад, у вузлах

кристалічнихґраток йоду

містятьсямолекули

йодуІ2

До речовин, що мають молекулярні кристалічні ґраткиналежать,також, бром, вода, спирт, хлор, амоніак NH3, метан СН4.

Металеві кристалічні ґратки

У вузлах металевих кристалічних ґраток містяться атоми й йони металів

Кристалічні ґратки заліза Fe2+

Для металів характерними є фізичні властивості: пластичність, металевий блиск, висока електро- і теплопровідність

Тип кристалічних

ґратокХарактеристика

Загальнасхема

Прикладиречовин

Фізичні властивості

Молекулярний У вузлах кристалічних ґраток знаходяться полярні або неполярні молекули, зв’язані між собою слабкими силами електростатичного притягання

Вода, амоніак, більшістьорганічнихсполук

Невисокі температуриплавлення й кипіння, нетверді, діелектрики, розчинні (з полярним типом зв’язку) і нерозчинні (з неполярнимтипом зв’язку)

Атомний У вузлах атомних ґраток розміщені атоми, зв’язані між собою спільними електронними парами

Алмаз Високі температури плавлення й кипіння, тверді, крихкі, діелектрики або напівпровідники, нерозчинні

Йонний У вузлах іонних ґраток почергово розташовані позитивно й негативно заряджені іони

Більшість солей, оксидів та основ

Високі температури плавлення, кипіння, тверді, крихкі, діелектрики, у водних розчинах або розплавах —провідники, розчинні

Металевий У вузлах металевих ґраток поряд з нейтральними атомами розміщаються позитивно заряджені іони металів

Метали, сплави

Різні температури плавлення й кипіння, переважно високі, тверді, пластичні, провідники, нерозчинні у воді

РечовинаВид

хімічногозв’язку

Тип кристалічних Ґраток

Структурнічастинки

Силивзаємодії

Фізичнівластивості

NaClН₂ОN₂

Cu

ЗАКРІПИМО

1.За якими ознаками можна віднести до речовин з молекулярнимикристалічними ґратками лід?2. Молекулярні кристалічні ґратки можуть мати речовини з хімічнимзв'язком(а) йонним; (в) ковалентним полярним;(б) металічним; (г) ковалентним неполярним.3. Речовини з молекулярними кристалічними ґратками(а) легкоплавкі; (в) добре проводять електричний струм;(б) леткі; (г) мають низьку теплопровідність.4. Речовина, що має найвищу температуру плавлення, — це(а) йод; (б) лід; (в) кальцій флуорид.

Додаткові завдання5*. Речовина, хімічні зв'язки в якій сформовані між атомами елементівіз зарядами ядер +1 і +16, у твердому стані має кристалічні ґратки(а) йонні; (б) молекулярні; (в) атомні.6*. Речовина, утворена елементами із скороченими електроннимиконфігураціями атомів ...3s13p0 і ...3s23p5, має кристалічні ґратки(а) атомні; (б) йонні; (в) молекулярні.

ЗАКРІПИМО

Домашнє завдання : опрацювати §36 №307 сторінка 214