Свойства вещества в зависимости от структуры молекул. Физические свойства натрия на основе кристаллической решетки - урок с элементами модуля "кристаллическая решетка и ее виды". Молекулярные кристаллические решетки

Урок открытых мыслей Зависимость свойств веществ от строения молекул

Цели :

Образовательная – закрепить и углубить знания учащихся по теории химического строения, ее основным положениям.

Воспитательная – содействовать формированию причинно – следственных связей и отношений.

Развивающая – развитие мыслительных умений, способности переносить знания и умения в новые ситуации.

Оборудование и реактивы :

Девиз . "Всякое вещество – от самого простого до самого сложного, имеет три различные, но взаимосвязанные стороны – свойство, состав, строение".

(В.М. Кедров)

Ход урока .

Что включает в себя понятие «зависимость»? (Узнать мнение учащихся).

На доске написать определение: «Зависимость –

1.отношение одного явления к другому как следствие к причине;

2.подченненость другим, при отсутствии самостоятельности, свободы»

(словарь С.И. Ожегова)

Цели урока определим совместно, составим схему:

Пространственного

строения

(изомерия)

Химического

строения

(наличие циклов и двойных

Электронного

строения (взаимное

влияние атомов,

функциональных групп)

Зависимость свойств органического вещества от

Мотивационно – ориентационный блок

Интеллектуальная разминка

Определите верность приведенных ниже суждений, подтвердите ваши ответы примерами.

Теорию химического строения открыл Д.И. Менделеев.

Ответ А.М.. Бутлеров, 1861г.

Валентность углерода в органических соединениях может быть II и IV .

Ответ. Валентность углерода - чаще всего IV .

Атомы, образующие молекулы органических веществ, связаны беспорядочно, без учета валентн

Ответ. Атомы в молекулах связаны в определенной последовательности согласно их валентности.

Свойства веществ не зависят от строения молекул.

Ответ. Бутлеров в теории химического строения утверждал, что органических свойства соединений определяются составом и строением их молекул.

следствие

То? выводит на Что Бутлеров подразумевал под

причиной? (девиз)

таким образом, Бутлеров обосновал объективную связь:

строение

свойства

определяет определяет

что? что?

Операционно – исполнительный блок.

Фактор пространственного строения.

Что вам известно о пространственном строении молекул алканов и алкенов?

Ответ. В алканах при каждом атоме углерода- четыре соседних атома, которые располагаются в вершинах тетраэдра. Сам углерод находится в центре тетраэдра. Тип гибридизации атома углерода- Sp 3 ,углы между связями (Н-С-С, Н-С-Н, С-С-С)- 109 28", строение углеродной цепи зигзагообразное.

В алкенах два атома углерода, связанных двойной связью, и четыре атома при них с одинарными связями находятся в одной плоскости. Тип гибридизации атомов С=С, -Sp 2 , углы между связями (Н-С=С, С-С=С)-120.

Вспомните, в чем отличие пространственного строения молекул натурального каучука и синтетического?

Ответ. Натуральный каучук- линейный полимер изопрена- имеет строение цис -1,4-полиизопрена. Синтетический каучук может иметь строение транс -1,4-полиизопрена.

СН3 Н СН3 СН2 –

С = С С = С

Н2 С СН2 - n - СН2 Н n

натуральный синтетический каучук

Mr 70 m - 2,5млн 20 m – 50 m

g 0,92 г/мл 0,96 г/мл

Одинаково ли эластичность этих каучуков?

Ответ. Цис-форма более эластична, чем транс-форма. Молекулы натурального каучука длиннее и более упруго закручены (сначала в спираль, а потом в клубок), чем молекулы синтетического каучука.

Крахмал - (С 5 Н 10 О 5 ) n - белый аморфный порошок, а целлюлоза (С 5 Н 10 О 5 ) n - волокнистое вещество.

В чем причина такого различия?

Ответ. Крахмал- полимер  – глюкозы, тогда как целлюлоза- полимер  -глюкозы

 – глюкоза  - глюкоза

СН2ОН СН2ОН

Н Н Н ОН

ОН ОН ОН Н

Отличаются ли химические свойства крахмала и целлюлозы?

Ответ. Крахмал + J 2 = синий раствор

Целлюлоза + НNO 3

Вывод . От пространственного строения зависят как физические, так и химические свойства.

Фактор химического строения

Что является главной идеей теории химического строения?

Ответ. Химическое строение отражает зависимость свойств веществ от порядка соединения атомов и их взаимодействия.

Рассмотрим примеры:

Определите, что общего у веществ:

СН3 СН2 О СН2 СН3 С4 Н10 О СН3 СН2 СН2 СН2 ОН

Диэтиловый эфир n -бутиловый спирт (н-бутанол)

t пл. -116,2 0 С t пл. - 89,6 0 С

t кип. + 34,48 0 С t кип. + 117,5 0 С

0,7135 г/м g 0,8098 г/мл

t восп. + 9,4 0 С t восп. + 34 0 С

Ответ. Состав.

Сравните физические свойства данных веществ. В чем вы видите причину такого отличия?

На основе распределения электронной плотности химической связи определите какая молекула более полярна? С чем это связанно?

образует

Ответ. - ОН водородную связь.

Д е м о н с т р а ц и о н н ы й э к с п е р и м е н т

С 2 Н 5 -О-С 2 Н 5 +Na = (нет реакции)

Диэтиловый эфир

2С 4 Н 9 ОН + 2 Na = Н 2 +2С 4 Н 9 ОNa

н-бутанол

R O R R O H подвижен

Вывод . Реакционная способность спирта определяется взаимным влиянием атомов в молекуле.

Фактор электронного строения.

В чем заключается сущность взаимного влияния атомов?

Твет. Взаимное влияние состоит во взаимодействии электронных структур атомов, что приводит к смещению электронной плотности химических связей.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а

Учитель. На ваших столах стоят наборы для лабораторной работы. Выполните задание и докажите экспериментально зависимость свойств веществ от электронного строения. Работа в парах. Строго соблюдайте правила техники безопасности.

Вариант I . Проведите исследование химических свойств этанола и фенола Докажите зависимость их реакционной способности от электронного строения. Используйте реагенты- металлический литий и бромную воду. Составьте уравнения возможных реакций. Покажите смещение электронной плотности химической связи в молекулах.

Вариант II . Поясните сущность взаимного влияния карбоксильной группы -СООН и заместителя при карбонильном углероде в молекулах карбоновых кислот. Используйте раствор лакмуса и литий. Составьте уравнения реакций. Покажите смещение электронной плотности химической связи в молекулах.

Вывод . Химические свойства зависят от взаимного влияния атомов.

влияют

взаимно взаимно

Ковалентная химическая связь, ее разновидности и механизмы образования. Характеристика ковалентной связи (полярность и энергия связи). Ионная связь. Металлическая связь. Водородная связь

Учение о химической связи составляет основу всей теоретической химии.

Под химической связью понимают такое взаимодействие атомов, которое связывает их в молекулы, ионы, радикалы, кристаллы.

Различают четыре типа химических связей: ионную, ковалентную, металлическую и водородную.

Деление химических связей на типы носит условный характер, по скольку все они характеризуются определенным единством.

Ионную связь можно рассматривать как предельный случай ковалентной полярной связи.

Металлическая связь совмещает ковалентное взаимодействие атомов с помощью обобществленных электронов и электростатическое притяжение между этими электронами и ионами металлов.

В веществах часто отсутствуют предельные случаи химической связи (или чистые химические связи).

Например, фторид лития $LiF$ относят к ионным соединениям. Фактически же в нем связь на $80%$ ионная и на $20%$ ковалентная. Правильнее поэтому, очевидно, говорить о степени полярности (ионности) химической связи.

В ряду галогеноводородов $HF—HCl—HBr—HI—HАt$ степень полярности связи уменьшается, ибо уменьшается разность в значениях электроотрицательности атомов галогена и водорода, и в астатоводороде связь становится почти неполярной $(ЭО(Н) = 2.1; ЭО(At) = 2.2)$.

Различные типы связей могут содержаться в одних и тех же веществах, например:

в основаниях: между атомами кислорода и водорода в гидроксогруппах связь полярная ковалентная, а между металлом и гидроксогруппой — ионная;
в солях кислородсодержащих кислот: между атомом неметалла и кислородом кислотного остатка — ковалентная полярная, а между металлом и кислотным остатком — ионная;
в солях аммония, метиламмония и т. д.: между атомами азота и водорода — ковалентная полярная, а между ионами аммония или метиламмония и кислотным остатком — ионная;
в пероксидах металлов (например, $Na_2O_2$) связь между атомами кислорода ковалентная неполярная, а между металлом и кислородом — ионная и т.д.

Различные типы связей могут переходить одна в другую:

— при электролитической диссоциации в воде ковалентных соединений ковалентная полярная связь переходит в ионную;

— при испарении металлов металлическая связь превращается в ковалентную неполярную и т.д.

Причиной единства всех типов и видов химических связей служит их одинаковая химическая природа — электронно-ядерное взаимодействие. Образование химической связи в любом случае представляет собой результат электронно-ядерного взаимодействия атомов, сопровождающегося выделением энергии.

Способы образования ковалентной связи. Характеристики ковалентной связи: длина и энергия связи

Ковалентная химическая связь — это связь, возникающая между атомами за счет образования общих электронных пар.

Механизм образования такой связи может быть обменным и донорно-акцепторным.

I. Обменный механизм действует, когда атомы образуют общие электронные пары за счет объединения неспаренных электронов.

1) $H_2$ - водород:

Связь возникает благодаря образованию общей электронной пары $s$-электронами атомов водорода (перекрыванию $s$-орбиталей):

2) $HCl$ — хлороводород:

Связь возникает за счет образования общей электронной пары из $s-$ и $p-$электронов (перекрывания $s-p-$орбиталей):

3) $Cl_2$: в молекуле хлора ковалентная связь образуется за счет непарных $p-$электронов (перекрывание $p-p-$орбиталей):

4) $N_2$: в молекуле азота между атомами образуются три общие электронные пары:

II. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи рассмотрим на примере иона аммония $NH_4^+$.

Донор имеет электронную пару, акцептор — свободную орбиталь, которую эта пара может занять. В ионе аммония все четыре связи с атомами водорода ковалентные: три образовались благодаря созданию общих электронных пар атомом азота и атомами водорода по обменному механизму, одна — по донорно-акцепторному механизму.

Ковалентные связи можно классифицировать по способу перекрывания электронных орбиталей, а также по смещению их к одному из связанных атомов.

Химические связи, образующиеся в результате перекрывания электронных орбиталей вдоль линии связи, называются $σ$-связями (сигма-связями) . Сигма-связь очень прочная.

$p-$Орбитали могут перекрываться в двух областях, образуя ковалентную связь за счет бокового перекрывания:

Химические связи, образующиеся в результате «бокового» перекрывания электронных орбиталей вне линии связи, т.е. в двух областях, называются $π$-связями (пи-связями).

По степени смещенности общих электронных пар к одному из связанных ими атомов ковалентная связь может быть полярной и неполярной.

Ковалентную химическую связь, образующуюся между атомами с одинаковой электроотрицательностью, называют неполярной. Электронные пары не смещены ни к одному из атомов, т.к. атомы имеют одинаковую ЭО — свойство оттягивать к себе валентные электроны от других атомов. Например:

т.е. посредством ковалентной неполярной связи образованы молекулы простых веществ-неметаллов. Ковалентную химическую связь между атомами элементов, электроотрицательности которых различаются, называют полярной.

Длина и энергия ковалентной связи.

Характерные свойства ковалентной связи — ее длина и энергия. Длина связи — это расстояние между ядрами атомов. Химическая связь тем прочнее, чем меньше ее длина. Однако мерой прочности связи является энергия связи , которая определяется количеством энергии, необходимой для разрыва связи. Обычно она измеряется в кДж/моль. Так, согласно опытным данным, длины связи молекул $H_2, Cl_2$ и $N_2$ соответственно составляют $0.074, 0.198$ и $0.109$ нм, а энергии связи соответственно равны $436, 242$ и $946$ кДж/моль.

Ионы. Ионная связь

Представим себе, что «встречаются» два атома: атом металла I группы и атом неметалла VII группы. У атома металла на внешнем энергетическом уровне находится единственный электрон, а атому неметалла как раз не хватает именно одного электрона, чтобы его внешний уровень оказался завершенным.

Первый атом легко отдаст второму свой далекий от ядра и слабо связанный с ним электрон, а второй предоставит ему свободное место на своем внешнем электронном уровне.

Тогда атом, лишенный одного своего отрицательного заряда, станет положительно заряженной частицей, а второй превратится в отрицательно заряженную частицу благодаря полученному электрону. Такие частицы называются ионами.

Химическая связь, возникающая между ионами, называется ионной.

Рассмотрим образование этой связи на примере хорошо всем знакомого соединения хлорида натрия (поваренная соль):

Процесс превращения атомов в ионы изображен на схеме:

Такое превращение атомов в ионы происходит всегда при взаимодействии атомов типичных металлов и типичных неметаллов.

Рассмотрим алгоритм (последовательность) рассуждений при записи образования ионной связи, например между атомами кальция и хлора:

Цифры, показывающие число атомов или молекул, называются коэффициентами , а цифры, показывающие число атомов или ионов в молекуле, называют индексами.

Металлическая связь

Ознакомимся с тем, как взаимодействуют между собой атомы элементов-металлов. Металлы обычно существуют не в виде изолированных атомов, а в форме куска, слитка или металлического изделия. Что удерживает атомы металла в едином объеме?

Атомы большинства металлов на внешнем уровне содержат небольшое число электронов — $1, 2, 3$. Эти электроны легко отрываются, и атомы при этом превращаются в положительные ионы. Оторвавшиеся электроны перемещаются от одного иона к другому, связывая их в единое целое. Соединяясь с ионами, эти электроны образуют временно атомы, потом снова отрываются и соединяются уже с другим ионом и т.д. Следовательно, в объеме металла атомы непрерывно превращаются в ионы и наоборот.

Связь в металлах между ионами посредством обобществленных электронов называется металлической.

На рисунке схематически изображено строение фрагмента металла натрия.

При этом небольшое число обобществленных электронов связывает большое число ионов и атомов.

Металлическая связь имеет некоторое сходство с ковалентной, поскольку основана на обобществлении внеш них электронов. Однако при ковалентной связи обобществлены внешние непарные электроны только двух соседних атомов, в то время как при металлической связи в обобществлении этих электронов принимают участие все атомы. Именно поэтому кристаллы с ковалентной связью хрупки, а с металлической, как правило, пластичны, электропроводны и имеют металлический блеск.

Металлическая связь характерна как для чистых металлов, так и для смесей различных металлов — сплавов, находящихся в твердом и жидком состояниях.

Водородная связь

Химическую связь между положительно поляризованными атомами водорода одной молекулы (или ее части) и отрицательно поляризованными атомами сильно электроотрицательных элементов, имеющих неподеленные электронные пары ($F, O, N$ и реже $S$ и $Cl$), другой молекулы (или ее части) называют водородной.

Механизм образования водородной связи имеет частично электростатический, частично донорно- акцепторный характер.

Примеры межмолекулярной водородной связи:

При наличии такой связи даже низкомолекулярные вещества могут быть при обычных условиях жидкостями (спирт, вода) или легко сжижающимися газами (аммиак, фтороводород).

Вещества с водородной связью имеют молекулярные кристаллические решетки.

Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Тип кристаллической решетки. Зависимость свойств веществ от их состава и строения

Молекулярное и немолекулярное строение веществ

В химические взаимодействия вступают не отдельные атомы или молекулы, а вещества. Вещество при заданных условиях может находиться в одном из трех агрегатных состояний: твердом, жидком или газообразном. Свойства вещества зависят также от характера химической связи между образующими его частицами — молекулами, атомами или ионами. По типу связи различают вещества молекулярного и немолекулярного строения.

Вещества, состоящие из молекул, называются молекулярными веществами . Связи между молекулами в таких веществах очень слабые, намного слабее, чем между атомами внутри молекулы, и уже при сравнительно низких температурах они разрываются — вещество превращается в жидкость и далее в газ (возгонка йода). Температуры плавления и кипения веществ, состоящих из молекул, повышаются с увеличением молекулярной массы.

К молекулярным веществам относятся вещества с атомной структурой ($C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W$), среди них есть металлы и неметаллы.

Рассмотрим физические свойства щелочных металлов. Относительно малая прочность связи между атомами обуславливает низкую механическую прочность: щелочные металлы мягкие, легко режутся ножом.

Большие размеры атомов приводят к малой плотности щелочных металлов: литий, натрий и калий даже легче воды. В группе щелочных металлов температуры кипения и плавления понижаются с увеличением порядкового номера элемента, т.к. размеры атомов увеличиваются, и ослабевают связи.

К веществам немолекулярного строения относятся ионные соединения. Таким строением обладает большинство соединений металлов с неметаллами: все соли ($NaCl, K_2SO_4$), некоторые гидриды ($LiH$) и оксиды ($CaO, MgO, FeO$), основания ($NaOH, KOH$). Ионные (немолекулярные) вещества имеют высокие температуры плавления и кипения.

Кристаллические решетки

Вещество, как известно, может существовать в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом.

Твердые вещества: аморфные и кристаллические.

Рассмотрим, как влияют особенности химических связей на свойства твердых веществ. Твердые вещества делятся на кристаллические и аморфные.

Аморфные вещества не имеют четкой температуры плавления — при нагревании они постепенно размягчаются и переходят в текучее состояние. В аморфном состоянии, например, находятся пластилин и различные смолы.

Кристаллические вещества характеризуются правильным расположением тех частиц, из которых они состоят: атомов, молекул и ионов — в строго определенных точках пространства. При соединении этих точек прямыми линиями образуется пространственный каркас, называемый кристаллической решеткой. Точки, в которых размещены частицы кристалла, называют узлами решетки.

В зависимости от типа частиц, расположенных в узлах кристаллической решетки, и характера связи между ними различают четыре типа кристаллических решеток: ионные, атомные, молекулярные и металлические.

Ионные кристаллические решетки.

Ионными называют кристаллические решетки, в узлах которых находятся ионы. Их образуют вещества с ионной связью, которой могут быть связаны как простые ионы $Na^{+}, Cl^{-}$, так и сложные $SO_4^{2−}, ОН^-$. Следовательно, ионными кристаллическими решетками обладают соли, некоторые оксиды и гидроксиды металлов. Например, кристалл хлорида натрия состоит из чередующихся положительных ионов $Na^+$ и отрицательных $Cl^-$, образующих решетку в форме куба. Связи между ионами в таком кристалле очень устойчивы. Поэтому вещества с ионной решеткой отличаются сравнительно высокой твердостью и прочностью, они тугоплавки и нелетучи.

Атомные кристаллические решетки.

Атомными называют кристаллические решетки, в узлах которых находятся отдельные атомы. В таких решетках атомы соединены между собой очень прочными ковалентными связями. Примером веществ с таким типом кристаллических решеток может служить алмаз — одно из аллотропных видоизменений углерода.

Большинство веществ с атомной кристаллической решеткой имеют очень высокие температуры плавления (например, у алмаза она выше $3500°С$), они прочны и тверды, практически нерастворимы.

Молекулярные кристаллические решетки.

Молекулярными называют кристаллические решетки, в узлах которых располагаются молекулы. Химические связи в этих молекулах могут быть и полярными ($HCl, H_2O$), и неполярными ($N_2, O_2$). Несмотря на то, что атомы внутри молекул связаны очень прочными ковалентными связями, между самими молекулами действуют слабые силы межмолекулярного притяжения. Поэтому вещества с молекулярными кристаллическими решетками имеют малую твердость, низкие температуры плавления, летучи. Большинство твердых органических соединений имеют молекулярные кристаллические решетки (нафталин, глюкоза, сахар).

Металлические кристаллические решетки.

Вещества с металлической связью имеют металлические кристаллические решетки. В узлах таких решеток находятся атомы и ионы (то атомы, то ионы, в которые легко превращаются атомы металла, отдавая свои внешние электроны «в общее пользование»). Такое внутреннее строение металлов определяет их характерные физические свойства: ковкость, пластичность, электро- и теплопроводность, характерный металлический блеск.

В зависимости от того, в каком состоянии соединения находятся в природе, они делятся на молекулярные и немолекулярные. В молекулярных веществах мельчайшими структурными частицами являются молекулы. Эти вещества имеют молекулярную кристаллическую решетку. В немолекулярных веществах мельчайшими структурными частицами являются атомы или ионы. Кристаллическая решетка у них атомная, ионная или металлическая.

Тип кристаллической решетки во многом определяет свойства веществ. Например, металлы, имеющие металлический тип кристаллической решетки , отличаются от всех остальных элементов высокой пластичностью, электро- и теплопроводностью . Эти свойства, а также и многие другие - ковкость, металлический блеск и т.п. обусловлены особым видом связи между атомами металла -- металлической связью. Необходимо отметить, что свойства, присущие металлам, проявляются только в конденсированном состоянии. Например, серебро в газообразном состоянии не обладает физическими свойствами металлов.

Особый тип связи в металлах - металлическая - обусловлен дефицитом валентных электронов, поэтому они общие для всей структуры металла. Наиболее простая модель строения металлов предполагала, что кристаллическая решетка металлов состоит из положительных ионов, окруженных свободными электронами, движение электронов происходит хаотически, подобно молекулам газа. Однако такая модель, качественно объясняя многие свойства металлов, при количественной проверке оказывается недостаточной. Дальнейшая разработка теории металлического состояния привела к созданию зонной теории металлов , которая основывается на представлениях квантовой механики.

В узлах кристаллической решетки находятся катионы и атомы металла, а электроны свободно перемещаются по кристаллической решетке .

Характерным механическим свойством металлов является пластичность , обусловленная особенностями внутреннего строения их кристаллов. Под пластичностью понимают способность тел под действием внешних сил подвергаться деформации, которая остается и после прекращения внешнего воздействия. Это свойство металлов позволяет придавать им различную форму при ковке, прокатывать металл в листы или вытягивать в проволоку.

Пластичность металлов обусловлена тем, что при внешнем воздействии слои ионов, образующих кристаллическую решетку, сдвигаются относительно друг друга без разрыва. Это происходит в результате того, что переместившиеся электроны благодаря свободному перераспределению продолжают осуществлять связь межу ионными слоями. При механическом воздействии на твердое вещество с атомной решеткой смещаются отдельные ее слои и сцепление между ними нарушается из-за разрыва ковалентных связей.

Если в узлах кристаллической решетки находятся ионы , то эти вещества образуют ионный тип кристаллической решетки .

Это соли, а также оксиды и гидроксиды типичных металлов. Это твердые, хрупкие вещества, но основное их качество: растворы и расплавы этих соединений проводят электрический ток .

Молекулярные вещества - это вещества, мельчайшими структурными частицами которых являются молекулы

Молекулы - наименьшая частица молекулярного вещества, способная существовать самостоятельно и сохраняющая его химические свойства.

Молекулярные вещества имеют низкие температуры плавления и кипения и находятся в стандартных условиях в твердом, жидком или газообразном состоянии.

Например: Вода H 2 O - жидкость, t пл = 0°С; t кип = 100°С; Кислород O 2 - газ, t пл = -219°С; t кип = -183°С; Оксид азота (V) N 2 O 5 - твердое вещество, t пл = 30,3°С; t кип = 45°С;

К молекулярным веществам относятся:

большинство простых веществ неметаллов: O 2 , S 8 , P 4 , H 2 , N 2 , Cl 2 , F 2 , Br 2 , I 2 ;

соединения неметаллов друг с другом (бинарные и многоэлементные): NH 3 , CO 2 , H 2 SO 4 .

Немолекулярные вещества

Немолекулярные вещества - это вещества, мельчайшими структурными частицами которых являются атомы или ионы.

Ион - это атом или группа атомов, обладающих положительным или отрицательным зарядом.

Например: Na + , Cl - .

Немолекулярные вещества находятся в стандартных условиях в твердом агрегатном состоянии и имеют высокие температуры плавления и кипения.

Например: натрий хлорид NaCl - твердое вещество, t пл = 801°С; t кип = 1465°С; медь Cu - твердое вещество, t пл = 1083°С; t кип = 2573°С; кремний Si - твердое вещество, t пл = 1420°С; t кип = 3250°С;

К немолекулярным веществам относятся:

простые вещества (металлы): Na, Cu, Fe, …;

сплавы и соединения металлов с неметаллами: NaH, Na 2 SO 4 , CuCl 2 , Fe 2 O 3 ;

неметаллы: бор, кремний, углерод (алмаз), фосфор (чёрный и красный);

некоторые бинарные соединения неметаллов: SiC, SiO 2 .

Тип кристаллической решетки. Вещества с молекулярной кристаллической решеткой – легкоплавкие, непрочные. Сами частицы при этом расположены в узлах кристаллической решетки. Взаимосвязь между положениемэлемента в Периодической системе и кристаллической решёткой его простого вещества. У веществ с молекулярным строением в узлах кристаллической решетки находятся молекулы с прочными ковалентными связями между атомами.

Темы кодификатора ЕГЭ: Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Зависимость свойств веществ от их состава и строения. Атом– это мельчайшая, химически неделимая частица вещества, сохраняющая его химические свойства. Ранее мы уже рассматривали виды химических связей и их свойства.

В зависимости от расположения частиц друг относительно друга свойства образуемых ими веществ могут очень сильно различаться. Большинство известных химических веществ и смесей могут существовать в твердом, жидком и газообразном состояниях. Данная статья рассматривает свойства твердых тел, в зависимости от их строения. Температура плавления – это такая температура, при которой вещество переходит из твердой фазы в жидкую, и наоборот.

Сравнение свойств веществ с различными кристаллическими решетками

Таким образом, ток могут проводить только такие вещества, в которых присутствуют подвижные заряженные частицы. По способности проводить ток вещества делят на проводники и диэлектрики. Проводники – это вещества, которые могут проводить ток (т.е. содержат подвижные заряженные частицы).

Если частицы твердого вещества расположены в пространстве без определенной структуры, такое вещество называют аморфным. Большинство известных нам веществ – кристаллы. Соответственно, такая кристаллическая решетка будет очень прочной, разрушить ее непросто. Атомную кристаллическую решетку могут образовывать атомы с высокой валентностью, т.е. с большим числом связей с соседними атомами (4 или больше). Соответственно, такую кристаллическую решетку, как правило, довольно легко разрушить.

Строение вещества

В узлах кристалла с молекулярной кристаллической структурой расположены молекулы. В случае, если в узлах кристалла находятся заряженные частицы – ионы, мы можем говорить о ионной кристаллической решетке.

Глава 17. Твердые вещества

В зависимости от типа кристалла и типа ионов, образующих кристалл, такие вещества могут быть довольно прочными и тугоплавкими. Примеры таких веществ – поваренная соль NaCl, карбонат кальция – CaCO3 и др. Ионную кристаллическую решетку, как правило, в твердой фазе образуют соли, основания и оксиды металлов.

Химические вещества с ионной кристаллической решеткой: все соединения металлов и неметаллов, соли аммония (например, хлорид аммония NH4Cl). И, наконец, металлы характеризуются особым видом пространственной структуры – металлической кристаллической решеткой, которая обусловлена металлической химической связью.

Для молекулярной решетки это углекислый газ, для атомной кристаллический решетки это алмаз, для металлической - это медь, и для ионной кристаллической решетки - поваренная соль, хлорид натрия. Натрий (а точнее, его соединения) известен и использовался с давних времён. В настоящее время электролиз - основной способ получения натрия. Металлический натрий широко используется как сильный восстановитель в препаративной химии и промышленности, в том числе в металлургии.

В сплаве с калием, а также с рубидием и цезием используется в качестве высокоэффективного теплоносителя. Металлический натрий применяется в качественном анализе органического вещества. В настоящее время (2012 г.) известно 20 изотопов с массовыми числами от 18 до 37 и 2 ядерных изомера натрия. 22Na претерпевает позитронный распад с периодом полураспада 2,6027 года, его используют в качестве источника позитронов и в научных исследованиях.

Натрий входит в состав всех живых организмов. Банка с натрием должна храниться в металлическом несгораемом шкафу (сейфе). В химические взаимодействия вступают не отдельные атомы или молекулы, а вещества. Самым твёрдым веществом в природе является алмаз. Он считается царём всех самоцветов и драгоценных камней.

Нахождение в природе, получение:

В то же время система сохраняет упорядоченную структуру, обусловливающую свойства, характерное для кристаллов. При низких температурах, когда тепловое движение затруднено, частицы строго ориентируются в пространстве и образуют кристаллическую решётку. Четвёртая разновидность кристаллического углерода «лонсдейлит» мало кому известна. Он обнаружен в метеоритах и получен искусственно, а строение его ещё изучается. Однако теперь стало известно, что это тоже кристаллические вещества.