Mga katangian ng bagay depende sa istraktura ng mga molekula. Mga pisikal na katangian ng sodium batay sa kristal na sala-sala - isang aralin na may mga elemento ng module na "crystal lattice at mga uri nito". Molecular crystal lattices
Isang Aral sa Bukas na Kaisipan Ang pag-asa ng mga katangian ng mga sangkap sa istraktura ng mga molekula
Mga layunin:
pang-edukasyon- upang pagsamahin at palalimin ang kaalaman ng mga mag-aaral sa teorya ng istrukturang kemikal, ang mga pangunahing probisyon nito.
Pang-edukasyon- upang itaguyod ang pagbuo ng sanhi-at-bunga na mga relasyon at relasyon.
Pang-edukasyon- pag-unlad ng mga kasanayan sa pag-iisip, ang kakayahang maglipat ng kaalaman at kasanayan sa mga bagong sitwasyon.
Kagamitan at reagents:
Salawikain. "Ang bawat sangkap - mula sa pinakasimpleng hanggang sa pinaka kumplikado, ay may tatlong magkakaibang, ngunit magkakaugnay na panig - ari-arian, komposisyon, istraktura."
(V.M. Kedrov)
Sa panahon ng mga klase.
Ano ang ibig sabihin ng konsepto ng addiction? (Upang makuha ang opinyon ng mga mag-aaral).
Isulat sa pisara ang kahulugan: “Ang adiksyon ay
1. ang ratio ng isang phenomenon sa isa pa bilang resulta sa isang dahilan;
2.pagpapasakop sa iba, sa kawalan ng kalayaan, kalayaan "
(diksyonaryo ni S.I. Ozhegov)
Tinukoy namin ang mga layunin ng aralin nang magkasama, gumuhit ng isang diagram:
Spatial
mga gusali
(isomerismo)
Kemikal
mga gusali
(pagkakaroon ng mga cycle at doble
Electronic
mga gusali (mutual
impluwensya ng mga atomo
panksyunal na grupo)
Depende sa mga katangian ng organikong bagay sa
Motivational - orientation block
Pag-init ng intelektwal
Tukuyin ang kawastuhan ng mga pahayag sa ibaba at suportahan ang iyong mga sagot gamit ang mga halimbawa.
Ang teorya ng istrukturang kemikal ay natuklasan ni D.I. Mendeleev.
Sagot ni A.M. Butlerov, 1861 .
Ang lakas ng carbon sa mga organikong compound ay maaaring II at IV.
Sagot. Ang valency ng carbon ay kadalasang IV.
Ang mga atomo na bumubuo sa mga molekula ng mga organikong sangkap ay random na nakagapos, nang hindi isinasaalang-alang ang valence
Sagot. Ang mga atomo sa mga molekula ay konektado sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod ayon sa kanilang valency.
Ang mga katangian ng mga sangkap ay hindi nakasalalay sa istraktura ng mga molekula.
Sagot. Si Butlerov sa teorya ng istraktura ng kemikal ay nagtalo na ang mga organikong katangian ng mga compound ay tinutukoy ng komposisyon at istraktura ng kanilang mga molekula.
kahihinatnan
yun? humahantong sa kung ano ang ibig sabihin ni Butlerov
dahilan? (salawikain)
Kaya, pinatunayan ni Butlerov ang layunin na koneksyon:
istraktura
ari-arian
nagpapasiya nagpapasiyaAno? Ano?
Operational-executive unit.
Salik ng spatial na istraktura.
Ano ang alam mo tungkol sa spatial na istraktura ng mga molekula ng alkanes at alkenes?
Sagot. Sa alkanes, ang bawat carbon atom ay may apat na kalapit na atomo, na matatagpuan sa mga vertices ng tetrahedron. Ang carbon mismo ay nasa gitna ng tetrahedron. Ang uri ng hybridization ng carbon atom ay Sp 3, ang mga anggulo sa pagitan ng mga bono (Н-С-С, Н-С-Н, С-С-С) - 109 28 ", ang istraktura ng carbon chain ay zigzag.
Sa alkenes, dalawang carbon atoms na naka-link ng double bond at apat na atoms na nakakabit sa kanila na may single bonds ay nasa parehong eroplano. Uri ng hybridization ng mga atomo С=С, -Sp 2, anggulo sa pagitan ng mga bono (Н-С=С, С-С=С)-120.
Tandaan kung ano ang pagkakaiba sa pagitan ng spatial na istraktura ng mga molekula ng natural na goma at sintetikong goma?
Sagot. Ang natural na goma - isang linear polymer ng isoprene - ay may istraktura cis-1,4-polyisoprene. Maaaring may istraktura ang sintetikong goma kawalan ng ulirat-1,4-polyisoprene.
CH3 H CH3 CH2 -
C = C C = C
H2 C CH2 - n - CH2 H n
natural na sintetikong goma
Mr 70 m - 2.5 milyon 20 m – 50 m
g 0.92 g/ml 0.96 g/ml
Pareho ba ang pagkalastiko ng mga rubber na ito?
Sagot. Ang cis form ay mas nababanat kaysa sa trans form. Ang mga molekula ng natural na goma ay mas mahaba at mas elastikong baluktot (una sa isang spiral, at pagkatapos ay sa isang bola) kaysa sa mga synthetic na molekula ng goma.
Almirol - (C5 H10 O5 ) n - puting amorphous na pulbos, at selulusa (C5 H10 O5 ) n - fibrous substance.
Ano ang dahilan ng pagkakaibang ito?
Sagot. Starch-polimer - glucose, habang ang selulusa ay isang polimer -asukal
– glucose - glucose
CH2OH CH2OH
N N N OH
OH OH OH
Ang mga Mga katangian ng kemikal almirol at selulusa?
Sagot. Starch + J 2 = asul na solusyon
Cellulose + HNO 3
Konklusyon. Ang parehong pisikal at kemikal na mga katangian ay nakasalalay sa spatial na istraktura.
Salik ng istraktura ng kemikal
Ano ang pangunahing ideya ng teorya ng istrukturang kemikal?
Sagot. Ang istraktura ng kemikal ay sumasalamin sa pag-asa ng mga katangian ng mga sangkap sa pagkakasunud-sunod ng koneksyon ng mga atomo at ang kanilang pakikipag-ugnayan.
Isaalang-alang ang mga halimbawa:
Tukuyin kung ano ang pagkakatulad ng mga sangkap:
CH3 CH2 O CH2 CH3 C4 H10 O CH3 CH2 CH2 CH2 OH
diethyl eter n-butyl alcohol (n-butanol)
t sq. -116.2 0 С t pl. - 89.6 0 С
t b.p. + 34.48 0 С t b.p. + 117.5 0 C
0.7135 g/m g 0.8098 g/ml
t maglaro + 9.4 0 С t resp. + 34 0 С
Sagot. Tambalan.
Ihambing ang mga pisikal na katangian ng mga sangkap na ito. Ano sa tingin mo ang dahilan ng pagkakaibang ito?
Batay sa pamamahagi ng density ng elektron ng isang kemikal na bono, alamin kung aling molekula ang mas polar? Ano ang konektado nito?
mga form
Sagot. - OH hydrogen bond.
DEMONSTRATION EXPERIMENT
C 2 H 5 -O-C 2 H 5 + Na = (walang reaksyon)
diethyl eter
2C 4 H 9 OH + 2 Na \u003d H 2 + 2C 4 H 9 ONa
n-butanol
R O R R O H mobile
Konklusyon. Ang reaktibiti ng alkohol ay tinutukoy ng magkaparehong impluwensya ng mga atomo sa molekula.
Salik ng istrukturang elektroniko.
Ano ang kakanyahan ng magkaparehong impluwensya ng mga atomo?
Tvet. Ang impluwensya sa isa't isa ay binubuo sa pakikipag-ugnayan ng mga elektronikong istruktura ng mga atomo, na humahantong sa isang pagbabago sa density ng elektron. mga bono ng kemikal.
Gawain sa laboratoryo
Guro. May mga set sa iyong mga talahanayan para sa gawain sa laboratoryo. Kumpletuhin ang gawain at patunayan sa eksperimento ang pag-asa ng mga katangian ng mga sangkap sa elektronikong istraktura. Magtrabaho nang magkapares. Mahigpit na sundin ang mga regulasyon sa kaligtasan.
Pagpipilianako . Magsagawa ng pag-aaral ng mga kemikal na katangian ng ethanol at phenol. Patunayan ang pagdepende ng kanilang reaktibidad sa elektronikong istraktura. Gamitin ang mga reagents lithium metal at bromine water. Gumawa ng mga equation ng mga posibleng reaksyon. Ipakita ang pagbabago sa density ng elektron ng isang kemikal na bono sa mga molekula.
PagpipilianII . Ipaliwanag ang kakanyahan ng magkaparehong impluwensya ng pangkat ng carboxyl -COOH at ang substituent sa carbonyl carbon sa mga molekula ng mga carboxylic acid. Gumamit ng litmus solution at lithium. Sumulat ng mga equation ng reaksyon. Ipakita ang pagbabago sa density ng elektron ng isang kemikal na bono sa mga molekula.
Konklusyon. Mga katangian ng kemikal depende mula sa kapwa impluwensya ng mga atomo.
makakaapekto
mutually mutually
Covalent chemical bond, mga varieties at mekanismo ng pagbuo nito. Mga katangian ng isang covalent bond (polarity at bond energy). Ionic na bono. Koneksyon ng metal. hydrogen bond
Ang doktrina ng kemikal na bono ay ang batayan ng lahat ng teoretikal na kimika.
Ang isang kemikal na bono ay isang pakikipag-ugnayan ng mga atomo na nagbubuklod sa kanila sa mga molekula, mga ion, mga radikal, mga kristal.
Mayroong apat na uri ng chemical bond: ionic, covalent, metallic at hydrogen.
Ang paghahati ng mga bono ng kemikal sa mga uri ay may kondisyon, dahil ang lahat ng mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na pagkakaisa.
Ang isang ionic na bono ay maaaring ituring bilang ang limitasyon ng kaso ng isang covalent polar bond.
Pinagsasama ng metallic bond ang covalent interaction ng mga atoms sa tulong ng shared electron at ang electrostatic attraction sa pagitan ng mga electron at metal ions na ito.
Sa mga sangkap, kadalasan ay walang limitasyong mga kaso ng chemical bonding (o purong kemikal na bono).
Halimbawa, ang lithium fluoride na $LiF$ ay inuri bilang isang ionic compound. Sa katunayan, ang bono sa loob nito ay $80%$ ionic at $20%$ covalent. Samakatuwid, malinaw na mas tama na magsalita tungkol sa antas ng polarity (ionicity) ng isang kemikal na bono.
Sa serye ng hydrogen halides $HF—HCl—HBr—HI—HAt$, bumababa ang antas ng polarity ng bond, dahil bumababa ang pagkakaiba sa mga halaga ng electronegativity ng halogen at hydrogen atoms, at sa astatine ang bond ay nagiging halos nonpolar $(EO(H) = 2.1; EO(At) = 2.2)$.
Ang iba't ibang uri ng mga bono ay maaaring mapaloob sa parehong mga sangkap, halimbawa:
- sa mga base: sa pagitan ng oxygen at hydrogen atoms sa hydroxo group, ang bono ay polar covalent, at sa pagitan ng metal at hydroxo group ay ionic;
- sa mga asing-gamot ng mga acid na naglalaman ng oxygen: sa pagitan ng non-metal atom at ang oxygen ng acid residue - covalent polar, at sa pagitan ng metal at acid residue - ionic;
- sa mga asing-gamot ng ammonium, methylammonium, atbp.: sa pagitan ng nitrogen at hydrogen atoms - covalent polar, at sa pagitan ng ammonium o methylammonium ions at isang acid residue - ionic;
- sa mga metal peroxide (halimbawa, $Na_2O_2$), ang bono sa pagitan ng mga atomo ng oxygen ay covalent non-polar, at sa pagitan ng metal at oxygen ito ay ionic, at iba pa.
Ang iba't ibang uri ng mga koneksyon ay maaaring pumasa sa isa't isa:
- sa electrolytic dissociation sa tubig ng mga covalent compound, ang covalent polar bond ay nagiging ionic;
- sa panahon ng pagsingaw ng mga metal, ang metal na bono ay nagiging isang covalent non-polar, atbp.
Ang dahilan para sa pagkakaisa ng lahat ng mga uri at uri ng mga bono ng kemikal ay ang kanilang magkaparehong kemikal na kalikasan - pakikipag-ugnayan ng electron-nuclear. Ang pagbuo ng isang kemikal na bono sa anumang kaso ay ang resulta ng isang electron-nuclear na pakikipag-ugnayan ng mga atomo, na sinamahan ng paglabas ng enerhiya.
Mga pamamaraan para sa pagbuo ng isang covalent bond. Mga katangian ng isang covalent bond: haba ng bono at enerhiya
Ang covalent chemical bond ay isang bono na nangyayari sa pagitan ng mga atomo dahil sa pagbuo ng mga karaniwang pares ng elektron.
Ang mekanismo ng pagbuo ng naturang bono ay maaaring maging exchange at donor-acceptor.
ako. mekanismo ng palitan kumikilos kapag ang mga atom ay bumubuo ng mga karaniwang pares ng elektron sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga hindi magkapares na electron.
1) $H_2$ - hydrogen:
Ang bono ay lumitaw dahil sa pagbuo ng isang karaniwang pares ng elektron ng $s$-electron ng mga hydrogen atoms (nagpapatong ng $s$-orbitals):
2) $HCl$ - hydrogen chloride:
Ang bono ay lumitaw dahil sa pagbuo ng isang karaniwang pares ng elektron ng $s-$ at $p-$electrons (nagpapatong ng $s-p-$orbitals):
3) $Cl_2$: sa isang chlorine molecule, nabuo ang isang covalent bond dahil sa hindi magkapares na $p-$electrons (nagpapatong ng $p-p-$orbitals):
4) $N_2$: tatlong karaniwang pares ng elektron ang nabuo sa pagitan ng mga atomo sa isang molekulang nitrogen:
II. Mekanismo ng donor-acceptor Isaalang-alang natin ang pagbuo ng isang covalent bond gamit ang halimbawa ng ammonium ion $NH_4^+$.
Ang donor ay may isang pares ng elektron, ang acceptor ay may isang walang laman na orbital na maaaring sakupin ng pares na ito. Sa ammonium ion, ang lahat ng apat na bono na may mga atomo ng hydrogen ay covalent: tatlo ang nabuo dahil sa paglikha ng mga karaniwang pares ng elektron ng nitrogen atom at mga atomo ng hydrogen sa pamamagitan ng mekanismo ng palitan, isa - sa pamamagitan ng mekanismo ng donor-acceptor.
Ang mga covalent bond ay maaaring uriin sa paraan ng pag-overlap ng mga electron orbital, gayundin ng kanilang displacement sa isa sa mga bonded atoms.
Ang mga kemikal na bono na nabuo bilang resulta ng pagsasanib ng mga orbital ng elektron sa kahabaan ng linya ng bono ay tinatawag na $σ$ -bond (sigma-bond). Ang sigma bond ay napakalakas.
Ang mga $p-$orbital ay maaaring mag-overlap sa dalawang rehiyon, na bumubuo ng covalent bond sa pamamagitan ng lateral overlap:
Ang mga kemikal na bono ay nabuo bilang isang resulta ng "lateral" na magkakapatong ng mga orbital ng elektron sa labas ng linya ng komunikasyon, i.e. sa dalawang rehiyon ay tinatawag na $π$ -bond (pi-bond).
Sa pamamagitan ng antas ng bias karaniwang mga pares ng elektron sa isa sa mga atomo na kanilang pinagsasama, maaaring maging isang covalent bond polar at hindi polar.
Ang isang covalent chemical bond na nabuo sa pagitan ng mga atomo na may parehong electronegativity ay tinatawag hindi polar. Ang mga pares ng elektron ay hindi inililipat sa alinman sa mga atomo, dahil ang mga atomo ay may parehong ER - ang pag-aari ng paghila ng mga valence electron patungo sa kanilang sarili mula sa ibang mga atomo. Halimbawa:
mga. sa pamamagitan ng isang covalent non-polar bond, ang mga molecule ng simpleng non-metal substance ay nabuo. Ang isang covalent chemical bond sa pagitan ng mga atomo ng mga elemento na ang electronegativity ay naiiba ay tinatawag polar.
Ang haba at enerhiya ng isang covalent bond.
katangian mga katangian ng covalent bond ay ang haba at lakas nito. Haba ng link ay ang distansya sa pagitan ng nuclei ng mga atomo. Ang isang kemikal na bono ay mas malakas kung mas maikli ang haba nito. Gayunpaman, ang sukatan ng lakas ng bono ay nagbubuklod na enerhiya, na tinutukoy ng dami ng enerhiya na kinakailangan upang masira ang bono. Karaniwan itong sinusukat sa kJ/mol. Kaya, ayon sa pang-eksperimentong data, ang mga haba ng bono ng $H_2, Cl_2$, at $N_2$ na mga molekula ay $0.074, 0.198$, at $0.109$ nm, ayon sa pagkakabanggit, at ang mga nagbubuklod na enerhiya ay $436, 242$, at $946$ kJ/ mol, ayon sa pagkakabanggit.
Mga ion. Ionic na bono
Isipin na ang dalawang atom ay "nagkikita": isang metal na atom ng pangkat I at isang hindi metal na atom ng pangkat VII. Ang isang metal na atom ay may isang electron sa panlabas na antas ng enerhiya nito, habang ang isang non-metal na atom ay kulang lamang ng isang elektron upang makumpleto ang panlabas na antas nito.
Ang unang atom ay madaling magbibigay sa pangalawa ng elektron nito, na malayo sa nucleus at mahinang nakagapos dito, at ang pangalawa ay bibigyan ito ng libreng lugar sa panlabas na antas ng elektroniko nito.
Pagkatapos ang isang atom, na pinagkaitan ng isa sa mga negatibong singil nito, ay magiging isang positibong sisingilin na particle, at ang pangalawa ay magiging isang negatibong sisingilin na particle dahil sa natanggap na elektron. Ang ganitong mga particle ay tinatawag mga ion.
Ang kemikal na bono na nangyayari sa pagitan ng mga ion ay tinatawag na ionic.
Isaalang-alang ang pagbuo ng bono na ito gamit ang kilalang sodium chloride compound (table salt) bilang isang halimbawa:
Ang proseso ng pagbabagong-anyo ng mga atomo sa mga ion ay ipinapakita sa diagram:
Ang ganitong pagbabago ng mga atomo sa mga ion ay palaging nangyayari sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng mga atomo ng mga tipikal na metal at karaniwang mga di-metal.
Isaalang-alang ang algorithm (sequence) ng pangangatwiran kapag nagre-record ng pagbuo ng isang ionic bond, halimbawa, sa pagitan ng mga atomo ng calcium at chlorine:
Ang mga numerong nagpapakita ng bilang ng mga atomo o molekula ay tinatawag coefficients, at ang mga numerong nagpapakita ng bilang ng mga atomo o ion sa isang molekula ay tinatawag mga index.
koneksyon ng metal
Kilalanin natin kung paano nakikipag-ugnayan ang mga atomo ng mga elemento ng metal sa isa't isa. Ang mga metal ay hindi karaniwang umiiral sa anyo ng mga nakahiwalay na atomo, ngunit sa anyo ng isang piraso, ingot, o produktong metal. Ano ang nagtataglay ng mga atomo ng metal?
Ang mga atomo ng karamihan sa mga metal sa panlabas na antas ay naglalaman ng isang maliit na bilang ng mga electron - $1, 2, 3$. Ang mga electron na ito ay madaling natanggal, at ang mga atomo ay na-convert sa mga positibong ion. Ang mga hiwalay na electron ay lumipat mula sa isang ion patungo sa isa pa, na nagbubuklod sa kanila sa isang solong kabuuan. Kumokonekta sa mga ion, ang mga electron na ito ay pansamantalang bumubuo ng mga atomo, pagkatapos ay muling bumagsak at pinagsama sa isa pang ion, at iba pa. Dahil dito, sa dami ng isang metal, ang mga atomo ay patuloy na na-convert sa mga ions at vice versa.
Ang bono sa mga metal sa pagitan ng mga ion sa pamamagitan ng mga socialized electron ay tinatawag na metal.
Ang figure ay schematically na nagpapakita ng istraktura ng isang sodium metal fragment.
Sa kasong ito, ang isang maliit na bilang ng mga socialized electron ay nagbubuklod sa isang malaking bilang ng mga ion at atom.
Ang metal na bono ay may ilang pagkakahawig sa covalent bond, dahil ito ay batay sa pagbabahagi ng mga panlabas na electron. Gayunpaman, sa isang covalent bond, ang mga panlabas na hindi magkapares na mga electron ng dalawang magkalapit na mga atomo ay nakikisalamuha, habang sa isang metal na bono, ang lahat ng mga atomo ay nakikibahagi sa pagsasapanlipunan ng mga electron na ito. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga kristal na may covalent bond ay malutong, habang ang mga may metal bond ay, bilang panuntunan, ductile, electrically conductive, at may metallic sheen.
Ang metal na bono ay katangian ng parehong mga purong metal at pinaghalong iba't ibang mga metal - mga haluang metal na nasa solid at likidong estado.
hydrogen bond
Isang chemical bond sa pagitan ng positively polarized hydrogen atoms ng isang molecule (o bahagi nito) at negatively polarized atoms ng strongly electronegative elements na may nag-iisang electron pairs ($F, O, N$ at mas madalas na $S$ at $Cl$), isa pa molekula (o mga bahagi nito) ay tinatawag na hydrogen.
Ang mekanismo ng pagbuo ng hydrogen bond ay bahagyang electrostatic, bahagyang donor-acceptor.
Mga halimbawa ng intermolecular hydrogen bonding:
Sa pagkakaroon ng naturang bono, kahit na ang mababang molekular na timbang na mga sangkap ay maaaring sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay mga likido (alkohol, tubig) o madaling nakakatunaw na mga gas (ammonia, hydrogen fluoride).
Ang mga sangkap na may hydrogen bond ay may molekular kristal na sala-sala.
Mga sangkap ng molekular at di-molekular na istraktura. Uri ng kristal na sala-sala. Ang pag-asa ng mga katangian ng mga sangkap sa kanilang komposisyon at istraktura
Molecular at non-molecular na istraktura ng mga sangkap
Hindi mga indibidwal na atomo o molekula ang pumapasok sa mga pakikipag-ugnayang kemikal, kundi mga sangkap. Ang isang sangkap sa ilalim ng mga ibinigay na kundisyon ay maaaring nasa isa sa tatlong estado ng pagsasama-sama: solid, likido o gas. Ang mga katangian ng isang sangkap ay nakasalalay din sa likas na katangian ng kemikal na bono sa pagitan ng mga particle na bumubuo nito - mga molekula, atomo o ion. Ayon sa uri ng bono, ang mga sangkap ng molekular at di-molekular na istraktura ay nakikilala.
Ang mga sangkap na binubuo ng mga molekula ay tinatawag mga molekular na sangkap. Ang mga bono sa pagitan ng mga molekula sa naturang mga sangkap ay napakahina, mas mahina kaysa sa pagitan ng mga atomo sa loob ng isang molekula, at nasa medyo mababang temperatura nasira sila - ang sangkap ay nagiging likido at pagkatapos ay naging gas (iodine sublimation). Ang mga natutunaw at kumukulo na punto ng mga sangkap na binubuo ng mga molekula ay tumataas sa pagtaas ng molekular na timbang.
Ang mga molekular na sangkap ay kinabibilangan ng mga sangkap na may istrakturang atomiko ($C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W$), kasama ng mga ito ang mga metal at hindi metal.
Isaalang-alang ang mga pisikal na katangian ng mga metal na alkali. Ang medyo mababang lakas ng bono sa pagitan ng mga atom ay nagdudulot ng mababang lakas ng makina: ang mga alkali metal ay malambot at madaling maputol gamit ang kutsilyo.
Ang malalaking sukat ng mga atom ay humantong sa isang mababang density ng mga metal na alkali: ang lithium, sodium at potassium ay mas magaan pa kaysa sa tubig. Sa pangkat ng mga alkali na metal, bumababa ang kumukulo at natutunaw na mga punto sa pagtaas serial number elemento, dahil tumataas ang laki ng mga atomo at humihina ang mga bono.
Sa mga sangkap di-molekular Kasama sa mga istruktura ang mga ionic compound. Karamihan sa mga compound ng mga metal na may non-metal ay may ganitong istraktura: lahat ng salts ($NaCl, K_2SO_4$), ilang hydride ($LiH$) at oxides ($CaO, MgO, FeO$), base ($NaOH, KOH$). Ang mga ionic (non-molecular) na mga sangkap ay may mataas na mga punto ng pagkatunaw at pagkulo.
Mga kristal na sala-sala
Ang isang sangkap, tulad ng nalalaman, ay maaaring umiral sa tatlong estado ng pagsasama-sama: gas, likido at solid.
Solids: walang hugis at mala-kristal.
Isaalang-alang kung paano nakakaapekto ang mga katangian ng mga bono ng kemikal sa mga katangian ng mga solido. Ang mga solid ay nahahati sa mala-kristal at walang hugis.
Ang mga amorphous na sangkap ay walang malinaw na punto ng pagkatunaw - kapag pinainit, unti-unti silang lumalambot at nagiging tuluy-tuloy. Sa amorphous state, halimbawa, ay plasticine at iba't ibang resins.
Ang mga kristal na sangkap ay nailalarawan sa pamamagitan ng tamang pag-aayos ng mga particle kung saan sila ay binubuo: mga atomo, molekula at ion - sa mahigpit na tinukoy na mga punto sa espasyo. Kapag ang mga puntong ito ay konektado sa pamamagitan ng mga tuwid na linya, ang isang spatial na frame ay nabuo, na tinatawag na kristal na sala-sala. Ang mga punto kung saan matatagpuan ang mga particle ng kristal ay tinatawag na mga lattice node.
Depende sa uri ng mga particle na matatagpuan sa mga node ng kristal na sala-sala, at ang likas na katangian ng koneksyon sa pagitan nila, apat na uri ng mga kristal na sala-sala ay nakikilala: ionic, atomic, molekular at metal.
Ionic crystal lattices.
Ionic tinatawag na mga kristal na sala-sala, sa mga node kung saan mayroong mga ions. Nabubuo ang mga ito sa pamamagitan ng mga sangkap na may ionic bond, na maaaring magbigkis sa parehong mga simpleng ion $Na^(+), Cl^(-)$, at complex $SO_4^(2−), OH^-$. Dahil dito, ang mga asing-gamot, ilang mga oxide at hydroxides ng mga metal ay may mga ionic crystal lattice. Halimbawa, ang isang kristal na sodium chloride ay binubuo ng alternating $Na^+$ positive ions at $Cl^-$ negative ions, na bumubuo ng cube-shaped lattice. Ang mga bono sa pagitan ng mga ion sa naturang kristal ay napakatatag. Samakatuwid, ang mga sangkap na may isang ionic na sala-sala ay nailalarawan sa pamamagitan ng medyo mataas na katigasan at lakas, sila ay matigas ang ulo at hindi pabagu-bago.
Atomic crystal lattices.
nuklear tinatawag na mga kristal na sala-sala, sa mga node kung saan mayroong mga indibidwal na atomo. Sa gayong mga sala-sala, ang mga atomo ay magkakaugnay ng napakalakas na covalent bond. Ang isang halimbawa ng mga sangkap na may ganitong uri ng kristal na sala-sala ay brilyante, isa sa mga allotropic na pagbabago ng carbon.
Karamihan sa mga substance na may atomic crystal na sala-sala ay may napakataas na mga punto ng pagkatunaw (halimbawa, para sa brilyante ito ay higit sa $3500°C$), sila ay malakas at matigas, halos hindi matutunaw.
Molecular crystal lattices.
Molekular tinatawag na mga kristal na sala-sala, sa mga node kung saan matatagpuan ang mga molekula. Ang mga kemikal na bono sa mga molekulang ito ay maaaring alinman sa polar ($HCl, H_2O$) o nonpolar ($N_2, O_2$). Sa kabila ng katotohanan na ang mga atomo sa loob ng mga molekula ay nakagapos ng napakalakas na covalent bond, may mga mahinang puwersa ng intermolecular attraction sa pagitan ng mga molekula mismo. Samakatuwid, ang mga sangkap na may molekular na kristal na sala-sala ay may mababang katigasan, mababang mga punto ng pagkatunaw, at pabagu-bago. Karamihan sa mga solidong organikong compound ay may mga molekular na kristal na sala-sala (naphthalene, glucose, asukal).
Mga metal na kristal na sala-sala.
Ang mga sangkap na may metal na bono ay may mga metal na kristal na sala-sala. Sa mga node ng naturang mga sala-sala ay may mga atomo at ion (alinman sa mga atomo o mga ion, kung saan madaling lumiko ang mga atomo ng metal, na nagbibigay ng kanilang mga panlabas na electron "para sa karaniwang paggamit"). Ang ganitong panloob na istraktura ng mga metal ay tumutukoy sa kanilang mga katangiang pisikal na katangian: malleability, plasticity, electrical at thermal conductivity, at isang katangian ng metallic luster.
Depende sa estado kung saan ang mga compound ay nasa kalikasan, nahahati sila sa molekular at di-molekular. Sa mga molekular na sangkap, ang pinakamaliit na mga particle ng istruktura ay mga molekula. Ang mga sangkap na ito ay may molecular crystal lattice. Sa nonmolecular substance, ang pinakamaliit na structural particle ay mga atomo o ion. Ang kanilang kristal na sala-sala ay atomic, ionic o metallic.
Ang uri ng kristal na sala-sala ay higit na tumutukoy sa mga katangian ng mga sangkap. Halimbawa, ang mga metal na mayroon uri ng metal na kristal na sala-sala, naiiba sa lahat ng iba pang elemento mataas na plasticity, electrical at thermal conductivity. Ang mga pag-aari na ito, pati na rin ang marami pang iba - malleability, metallic luster, atbp. dahil sa isang espesyal na uri ng bono sa pagitan ng mga atomo ng metal - metalikong bono. Dapat pansinin na ang mga katangian na likas sa mga metal ay lilitaw lamang sa condensed state. Halimbawa, ang pilak sa gas na estado ay walang mga pisikal na katangian ng mga metal.
Ang isang espesyal na uri ng bono sa mga metal - metal - ay dahil sa isang kakulangan ng mga valence electron, kaya karaniwan ang mga ito sa buong istraktura ng metal. Karamihan simpleng modelo ang istraktura ng mga metal ay ipinapalagay na ang kristal na sala-sala ng mga metal ay binubuo ng mga positibong ion na napapalibutan ng mga libreng electron, ang paggalaw ng mga electron ay nangyayari nang random, tulad ng mga molekula ng gas. Gayunpaman, ang gayong modelo, habang ipinapaliwanag nang may husay ang maraming katangian ng mga metal, ay lumalabas na hindi sapat sa dami ng pagpapatunay. Ang karagdagang pag-unlad ng teorya ng estadong metal ay humantong sa paglikha teorya ng banda ng mga metal, na batay sa mga konsepto ng quantum mechanics.
Sa mga node ng kristal na sala-sala mayroong mga kasyon at metal na mga atomo, at ang mga electron ay malayang gumagalaw sa kahabaan ng kristal na sala-sala.
Ang isang katangian ng mekanikal na pag-aari ng mga metal ay plastik, dahil sa mga tampok panloob na istraktura kanilang mga kristal. Ang plasticity ay nauunawaan bilang ang kakayahan ng mga katawan sa ilalim ng pagkilos ng mga panlabas na pwersa na sumailalim sa pagpapapangit, na nananatili pagkatapos ng pagtigil ng panlabas na impluwensya. Ang pag-aari na ito ng mga metal ay nagbibigay-daan sa kanila na mabigyan ng iba't ibang mga hugis sa panahon ng forging, pinagsama ang metal sa mga sheet o iginuhit sa wire.
Ang plasticity ng mga metal ay dahil sa ang katunayan na, sa ilalim ng panlabas na pagkilos, ang mga layer ng mga ions na bumubuo sa kristal na sala-sala ay inilipat na may kaugnayan sa bawat isa nang hindi nasira. Nangyayari ito bilang isang resulta ng katotohanan na ang mga inilipat na electron, dahil sa libreng muling pamamahagi, ay patuloy na nakikipag-usap sa pagitan ng mga ionic na layer. Sa ilalim ng mekanikal na pagkilos sa isang solidong substansiya na may isang atomic na sala-sala, ang mga indibidwal na layer nito ay inilipat at ang pagdirikit sa pagitan ng mga ito ay nasira dahil sa pagkasira ng mga covalent bond.
Kung ang mga node ng kristal na sala-sala ay mga ion, pagkatapos ay mabubuo ang mga sangkap na ito ionic na uri ng kristal na sala-sala.
Ang mga ito ay mga asin, pati na rin ang mga oxide at hydroxides ng mga tipikal na metal. Ang mga ito ay matigas, malutong na mga sangkap, ngunit ang kanilang pangunahing kalidad : ang mga solusyon at natutunaw ng mga compound na ito ay nagsasagawa ng electric current.
Ang mga molekular na sangkap ay mga sangkap na ang pinakamaliit na mga partikulo ng istruktura ay mga molekula
Molecules - ang pinakamaliit na particle ng isang molekular na substance na maaaring umiral nang nakapag-iisa at nagpapanatili ng mga kemikal na katangian nito.
Ang mga molekular na sangkap ay may mababang mga punto ng pagkatunaw at kumukulo at nasa solid, likido o gas na estado sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon.
Halimbawa: Tubig H 2 O - likido, t pl \u003d 0 ° C; t bale = 100°C; Oxygen O 2 - gas, t pl = -219°C; t bale = -183°C; Nitric oxide (V) N 2 O 5 - solid, t pl = 30.3°C; t bale = 45°C;
Ang mga molekular na sangkap ay kinabibilangan ng:
pinakasimpleng non-metal substance: O 2, S 8, P 4, H 2, N 2, Cl 2, F 2, Br 2, I 2;
mga compound ng di-metal sa isa't isa (binary at multi-element): NH 3, CO 2, H 2 SO 4.
Mga di-molekular na sangkap
Ang mga non-molecular substance ay mga substance na ang pinakamaliit na structural particle ay mga atoms o ions.
Ang ion ay isang atom o grupo ng mga atom na may positibo o negatibong singil.
Halimbawa: Na + , Cl - .
Ang mga nonmolecular substance ay matatagpuan sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon sa isang solid estado ng pagsasama-sama at may mataas na mga punto ng pagkatunaw at pagkulo.
Halimbawa: sodium chloride NaCl - solid, t pl = 801°C; t bale = 1465°C; tanso Cu - solid, t pl = 1083°C; t bale = 2573°C; silikon Si - solid, t pl = 1420°C; t bale = 3250°C;
Ang mga di-molekular na sangkap ay kinabibilangan ng:
mga simpleng sangkap (metal): Na, Cu, Fe, …;
mga haluang metal at compound ng mga metal na may di-metal: NaH, Na 2 SO 4, CuCl 2, Fe 2 O 3;
non-metal: boron, silikon, carbon (brilyante), posporus (itim at pula);
ilang binary compound ng non-metal: SiC, SiO 2.
Uri ng kristal na sala-sala. Ang mga sangkap na may molecular crystal lattice ay fusible, marupok. Ang mga particle mismo ay matatagpuan sa mga node ng kristal na sala-sala. Ang ugnayan sa pagitan ng posisyon ng isang elemento sa Periodic system at ang crystal lattice ng simpleng substance nito. Sa mga sangkap na may istrukturang molekular, ang mga molekula na may malakas na covalent bond sa pagitan ng mga atomo ay matatagpuan sa mga node ng crystal lattice.
Mga paksa GAMITIN ang codifier: Mga sangkap ng molekular at di-molekular na istraktura. Ang pag-asa ng mga katangian ng mga sangkap sa kanilang komposisyon at istraktura. Ang atom ay ang pinakamaliit, hindi mahahati sa kemikal na particle ng isang substance na nagpapanatili ng mga kemikal na katangian nito. Noong nakaraan, isinasaalang-alang na natin ang mga uri ng mga bono ng kemikal at ang kanilang mga katangian.
Depende sa lokasyon ng mga particle na may kaugnayan sa isa't isa, ang mga katangian ng mga sangkap na kanilang nabuo ay maaaring mag-iba nang malaki. Pinakasikat mga kemikal na sangkap at ang mga mixture ay maaaring umiral sa solid, liquid at gaseous na estado. Ang artikulong ito ay tumatalakay sa mga katangian mga solido, depende sa kanilang istraktura. Ang punto ng pagkatunaw ay ang temperatura kung saan nagbabago ang isang sangkap mula sa solid hanggang likido at kabaliktaran.
Paghahambing ng mga katangian ng mga sangkap na may iba't ibang mga kristal na sala-sala
Kaya, ang kasalukuyang ay maaaring isagawa lamang ng mga sangkap kung saan naroroon ang mga mobile charged particle. Ayon sa kakayahang magsagawa ng kasalukuyang, ang mga sangkap ay nahahati sa mga conductor at dielectrics. Ang mga konduktor ay mga sangkap na maaaring magsagawa ng kasalukuyang (ibig sabihin, naglalaman ng mga mobile charged na particle).
Kung ang mga particle ng isang solid ay matatagpuan sa espasyo na walang tiyak na istraktura, ang naturang sangkap ay tinatawag na amorphous. Karamihan sa mga sangkap na kilala sa atin ay mga kristal. Alinsunod dito, ang gayong kristal na sala-sala ay magiging napakalakas, hindi madaling sirain ito. Ang isang atomic crystal lattice ay maaaring mabuo ng mga atom na may mataas na valency, i.e. Sa isang malaking bilang mga bono sa mga kalapit na atomo (4 o higit pa). Alinsunod dito, ang gayong kristal na sala-sala, bilang panuntunan, ay medyo madaling sirain.
Ang istraktura ng bagay
Ang mga molekula ay matatagpuan sa mga node ng isang kristal na may istrukturang molekular na kristal. Kung may mga sisingilin na particle - mga ion sa mga node ng kristal, maaari nating pag-usapan ang tungkol sa isang ionic crystal na sala-sala.
Kabanata 17
Depende sa uri ng kristal at sa uri ng mga ions na bumubuo sa kristal, ang mga naturang sangkap ay maaaring maging malakas at matigas ang ulo. Ang mga halimbawa ng naturang mga sangkap ay table salt NaCl, calcium carbonate - CaCO3, atbp. Ang ionic crystal lattice, bilang panuntunan, ay nabuo sa solid phase ng mga asing-gamot, base at metal oxides.
Mga kemikal na may ionic crystal na sala-sala: lahat ng metal at non-metal compound, ammonium salts (hal. ammonium chloride NH4Cl). At sa wakas, ang mga metal ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang espesyal na uri spatial na istraktura- isang metal na kristal na sala-sala, na dahil sa isang metal na kemikal na bono.
Para sa isang molecular lattice, ito ay carbon dioxide, para sa isang atomic crystal lattice ito ay brilyante, para sa isang metal ay tanso, at para sa isang ionic crystal lattice ito ay table salt, sodium chloride. Ang sodium (o sa halip, ang mga compound nito) ay kilala at ginagamit mula pa noong sinaunang panahon. Sa kasalukuyan, ang electrolysis ang pangunahing paraan para sa paggawa ng sodium. Ang sodium metal ay malawakang ginagamit bilang isang malakas na ahente ng pagbabawas sa kimika at industriya ng paghahanda, kabilang ang metalurhiya.
Sa isang haluang metal na may potasa, pati na rin sa rubidium at cesium, ginagamit ito bilang isang mahusay na coolant. Ginagamit ang sodium metal sa pagsusuri ng husay organikong bagay. Sa kasalukuyan (2012), 20 isotopes na may mass number mula 18 hanggang 37 at 2 nuclear isomer ng sodium ang kilala. Ang 22Na ay sumasailalim sa positron decay na may kalahating buhay na 2.6027 taon at ginagamit bilang pinagmumulan ng mga positron at sa siyentipikong pananaliksik.
Ang sodium ay matatagpuan sa lahat ng nabubuhay na organismo. Ang isang garapon ng sodium ay dapat na naka-imbak sa isang metal fireproof cabinet (ligtas). Hindi mga indibidwal na atomo o molekula ang pumapasok sa mga pakikipag-ugnayang kemikal, kundi mga sangkap. Ang pinakamahirap na sangkap sa kalikasan ay brilyante. Siya ay itinuturing na hari ng lahat ng hiyas at mahalagang bato.
Ang pagiging likas, nakakakuha ng:
Kasabay nito, ang sistema ay nagpapanatili ng isang nakaayos na istraktura na tumutukoy sa mga katangian ng katangian ng mga kristal. Sa mababang temperatura, kapag ang thermal motion ay nahahadlangan, ang mga particle ay mahigpit na nakatuon sa espasyo at bumubuo ng isang kristal na sala-sala. Ang ikaapat na uri ng crystalline carbon na "lonsdaleite" ay hindi gaanong kilala. Natagpuan ito sa mga meteorite at nakuha sa artipisyal na paraan, at ang istraktura nito ay pinag-aaralan pa. Gayunpaman, ngayon ay naging kilala na ang mga ito ay mga kristal na sangkap din.
