Təlimat
Adının özündən asanlıqla təxmin edə bildiyiniz kimi, qəfəsin metal növü metallarda olur. Bu maddələr, bir qayda olaraq, yüksək ərimə nöqtəsi, metal parıltı, sərtlik ilə xarakterizə olunur və elektrik cərəyanının yaxşı keçiriciləridir. Unutmayın ki, bu tip qəfəslərin yerlərində ya neytral atomlar, ya da müsbət yüklü ionlar var. Düyünlər arasındakı boşluqlarda miqrasiyası bu cür maddələrin yüksək elektrik keçiriciliyini təmin edən elektronlar var.
Kristal qəfəsin ion tipi. Yadda saxlamaq lazımdır ki, o, duzlara da xasdır. Xarakterik - tanınmış süfrə duzunun kristalları, natrium xlorid. Belə qəfəslərin düyünlərində müsbət və mənfi yüklü ionlar növbə ilə növbələşir. Bu cür maddələr, bir qayda olaraq, odadavamlıdır, aşağı dəyişkənliyə malikdir. Təxmin etdiyiniz kimi, onlar ion tiplidirlər.
Kristal qəfəsin atom tipi sadə maddələrə - normal şəraitdə bərk cisim olan qeyri-metallara xasdır. Məsələn, kükürd, fosfor,. Belə qəfəslərin yerlərində bir-birinə kovalent kimyəvi əlaqə ilə bağlanmış neytral atomlar var. Belə maddələr infuziya, suda həll olunmaması ilə xarakterizə olunur. Bəziləri (məsələn, formada karbon) - olduqca yüksək sərtlik.
Nəhayət, sonuncu qəfəs növü molekulyardır. Normal şəraitdə maye və ya qaz halında olan maddələrdə baş verir. Yenə də adından başa düşmək asandır, belə qəfəslərin düyünlərində molekullar var. Onlar ya qeyri-qütblü (Cl2, O2 kimi sadə qazlar üçün) və ya qütblü ola bilər (ən məşhur nümunə su H2O-dur). Bu tip qəfəsə malik olan maddələr cərəyan keçirmir, uçucudur və aşağı ərimə nöqtələrinə malikdir.
Beləliklə, müəyyən bir maddənin hansı növ kristal qəfəsə malik olduğunu dəqiq müəyyən etmək üçün onun hansı sinif maddələrə aid olduğunu və hansı fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərə malik olduğunu müəyyən etməlisiniz.
Mənbələr:
- qəfəs növü
Kristallarda kimyəvi hissəciklər (molekullar, atomlar və ionlar) müəyyən ardıcıllıqla düzülür, müəyyən şəraitdə müntəzəm simmetrik çoxüzlülər əmələ gətirirlər. Dörd növ kristal qəfəs var - ion, atom, molekulyar və metal.
kristallar
Kristal hal zərrəciklərin düzülüşündə uzun məsafəli nizamın olması, həmçinin kristal qəfəsin simmetriyası ilə xarakterizə olunur. Bərk kristallar eyni struktur elementinin bütün istiqamətlərdə təkrarlandığı üçölçülü formasiyalar adlanır.
Kristalların düzgün forması onların daxili quruluşu ilə bağlıdır. Onlardakı molekulları, atomları və ionları bu hissəciklərin ağırlıq mərkəzləri əvəzinə nöqtələrlə əvəz etsək, üçölçülü nizamlı paylanma əldə edirik - . Onun strukturunun təkrarlanan elementləri elementar hüceyrələr, nöqtələr isə kristal qəfəsin düyünləri adlanır. Onları əmələ gətirən hissəciklərdən, eləcə də aralarındakı kimyəvi əlaqənin təbiətindən asılı olaraq kristalların bir neçə növü vardır.
İon kristal qəfəslər
İon kristalları arasında olan anionlar və kationlar əmələ gəlir. Bu tip kristallara əksər metalların duzları daxildir. Hər bir kation aniona çəkilir və digər kationlar tərəfindən dəf edilir, buna görə də ion kristalında tək molekulları təcrid etmək mümkün deyil. Kristal nəhəng hesab oluna bilər və ölçüsü məhdud deyil, yeni ionları birləşdirə bilir.
Atom kristal qəfəsləri
Atom kristallarında ayrı-ayrı atomlar kovalent bağlarla birləşir. İon kristalları kimi, onlara da nəhəng molekullar kimi baxmaq olar. Eyni zamanda, atom kristalları çox sərt və davamlıdır, elektrik və istiliyi yaxşı keçirmir. Onlar praktiki olaraq həll olunmur, aşağı reaktivlik ilə xarakterizə olunur. Atom qəfəsləri olan maddələr çox yüksək temperaturda əriyir.
molekulyar kristallar
Molekulyar kristal qəfəslər atomları kovalent bağlarla birləşən molekullardan əmələ gəlir. Bu səbəbdən molekullar arasında zəif molekulyar qüvvələr hərəkət edir. Belə kristallar aşağı sərtlik, aşağı ərimə nöqtəsi və yüksək axıcılıq ilə xarakterizə olunur. Onların əmələ gətirdiyi maddələr, eləcə də ərimələri və məhlulları elektrik cərəyanının zəif keçiriciləridir.
Metal kristal qəfəslər
Metalların kristal qəfəslərində atomlar maksimum sıxlıqla yerləşir, onların bağları delokalizasiya olunur, bütün kristala qədər uzanır. Belə kristallar qeyri-şəffafdır, metal parıltıya malikdir, asanlıqla deformasiya olunur, elektrik və istiliyi yaxşı keçirir.
Bu təsnifat yalnız ekstremal halları təsvir edir, qeyri-üzvi maddələrin kristallarının əksəriyyəti aralıq növlərə aiddir - molekulyar-kovalent, kovalent-ion və s. Məsələn, qrafit kristalını göstərmək olar, hər bir təbəqənin içərisində kovalent-metal əlaqələri var, təbəqələr arasında isə molekulyar.
Mənbələr:
- alhimik.ru, Bərk maddələr
Almaz, karbonun allotropik modifikasiyalarından birinə aid olan mineraldır. Onun fərqli xüsusiyyəti ona ən sərt maddə adını layiqincə qazandıran yüksək sərtliyidir. Almaz kifayət qədər nadir mineraldır, lakin eyni zamanda ən çox yayılmışdır. Onun müstəsna sərtliyi maşınqayırma və sənayedə tətbiqini tapır.
Təlimat
Almaz atom kristal şəbəkəsinə malikdir. Molekulun əsasını təşkil edən karbon atomları tetraedr şəklində düzülür, buna görə almaz belə yüksək gücə malikdir. Bütün atomlar molekulun elektron quruluşu əsasında əmələ gələn güclü kovalent bağlarla bağlanır.
Karbon atomu 109 dərəcə 28 dəqiqəlik bucaq altında yerləşən orbitalların sp3 hibridləşməsinə malikdir. Hibrid orbitalların üst-üstə düşməsi üfüqi müstəvidə düz xəttdə baş verir.
Beləliklə, orbitallar belə bir bucaq altında üst-üstə düşdükdə, kub sisteminə aid olan mərkəzləşdirilmiş biri əmələ gəlir, buna görə almazın kub quruluşuna sahib olduğunu söyləyə bilərik. Bu quruluş təbiətdə ən davamlılardan biri hesab olunur. Bütün tetraedralar altı üzvlü atom halqalarının təbəqələrinin üçölçülü şəbəkəsini təşkil edir. Kovalent bağların belə sabit şəbəkəsi və onların üçölçülü paylanması kristal qəfəsin əlavə möhkəmliyinə gətirib çıxarır.
Kimya heyrətamiz bir elmdir. Adi görünən şeylərdə çox inanılmaz şeylər tapmaq olar.
Bizi hər yerdə əhatə edən hər şey bir neçə aqreqasiya vəziyyətində mövcuddur: qazlar, mayelər və bərk maddələr. Alimlər 4-cü plazmanı da təcrid ediblər. Müəyyən bir temperaturda bir maddə bir vəziyyətdən digərinə dəyişə bilər. Məsələn, su: 100-dən yuxarı qızdırıldıqda, maye haldan buxara çevrilir. 0-dan aşağı temperaturda o, növbəti məcmu struktura - buza keçir.
ilə təmasda
Sinif yoldaşları
Bütün maddi dünya öz tərkibində bir-birinə bağlı olan eyni hissəciklər kütləsinə malikdir. Bu ən kiçik elementlər kosmosda ciddi şəkildə yerləşdirilir və sözdə məkan çərçivəsini təşkil edir.
Tərif
Kristal qəfəs, hissəciklərin kosmosda həndəsi cəhətdən ciddi qaydada olduğu bərk maddənin xüsusi quruluşudur. Ondakı düyünləri - elementlərin yerləşdiyi yerləri aşkar etmək mümkündür: atomlar, ionlar və molekullar və internodal boşluq.
Bərk maddələr, yüksək və aşağı temperaturların diapazonundan asılı olaraq, kristal və ya amorfdur - onlar xüsusi bir ərimə nöqtəsinin olmaması ilə xarakterizə olunur. Yüksək temperaturlara məruz qaldıqda, onlar yumşalır və tədricən maye formaya çevrilirlər. Belə maddələrə aşağıdakılar daxildir: qatran, plastilin.
Bu baxımdan onu bir neçə növə bölmək olar:
- atom;
- ion;
- molekulyar;
- Metal.
Fərqli temperaturlarda bir maddə müxtəlif formalarda ola bilər və müxtəlif xüsusiyyətlər nümayiş etdirə bilər. Bu fenomen allotropik modifikasiya adlanır.
Atom növü
Bu tipdə bu və ya digər maddənin atomları kovalent bağlarla bağlanan düyünlərdə yerləşir. Bu növ bağ iki qonşu atomun bir cüt elektronu tərəfindən əmələ gəlir. Bunun sayəsində onlar bərabər şəkildə və ciddi bir qaydada birləşdirilir.
Atom kristal qəfəsi olan maddələr aşağıdakı xüsusiyyətlərlə xarakterizə olunur: möhkəmlik və yüksək ərimə nöqtəsi. Bu növ bağ almazda, silikonda və borda mövcuddur..
İon növü
Qarşı yüklü ionlar maddənin fiziki xassələrini xarakterizə edən elektromaqnit sahəsi yaradan qovşaqlarda yerləşir. Bunlara aşağıdakılar daxildir: elektrik keçiriciliyi, odadavamlılıq, sıxlıq və sərtlik. Süfrə duzu və kalium nitrat ion kristal şəbəkəsinin olması ilə xarakterizə olunur.
Qaçırmayın: Təhsil Mexanizmi, Case Studiləri.
Molekulyar tip
Bu tip yerlərdə van der Waals qüvvələri ilə bir-birinə bağlı ionlar var. Zəif molekullararası bağlara görə, bu cür maddələr, məsələn, buz, karbon qazı və parafin, plastiklik, elektrik və istilik keçiriciliyi ilə xarakterizə olunur.
metal növü
Quruluşunda o, molekulyar bir quruluşa bənzəyir, lakin yenə də daha güclü bağlara malikdir. Bu növün fərqi müsbət yüklü kationların onun düyünlərində yerləşməsidir. İnterstisialda olan elektronlar kosmos, elektrik sahəsinin əmələ gəlməsində iştirak edir. Onlara elektrik qazı da deyilir.
Sadə metallar və ərintilər metal qəfəs növü ilə xarakterizə olunur. Onlar metal parıltı, plastiklik, istilik və elektrik keçiriciliyinin olması ilə xarakterizə olunur. Onlar müxtəlif temperaturlarda əriyə bilərlər.
Müxtəlif maddələr
Bərk maddələr kristal və amorf vəziyyətdə mövcuddur və əsasən kristal quruluşa malikdir. O, zərrəciklərin dəqiq müəyyən edilmiş nöqtələrdə düzgün yerləşməsi ilə seçilir, həcmcə dövri təkrarlanması ilə səciyyələnir.Bu nöqtələri əqli olaraq düz xətlərlə birləşdirsək, kristal qəfəs adlanan fəza çərçivəsi alırıq. “Kristal qəfəs” anlayışı kristal məkanda molekulların (atomların, ionların) düzülüşündə üçölçülü dövriliyi təsvir edən həndəsi təsvirə aiddir.
Hissəciklərin yerləşdiyi nöqtələrə qəfəs qovşaqları deyilir. Çərçivə daxilində internodal birləşmələr fəaliyyət göstərir. Hissəciklərin növü və onlar arasındakı əlaqənin təbiəti: molekullar, atomlar, ionlar - müəyyənləşdirin Ümumilikdə dörd belə növ fərqlənir: ion, atom, molekulyar və metal.
Əgər ionlar (mənfi və ya müsbət yüklü hissəciklər) qəfəs düyünlərində yerləşirsə, bu, eyniadlı bağlarla xarakterizə olunan ion kristal qəfəsdir.
Bu bağlar çox güclü və sabitdir. Buna görə də, bu tip struktura malik maddələr kifayət qədər yüksək sərtliyə və sıxlığa malikdir, uçucu deyil və odadavamlıdır. Aşağı temperaturda onlar dielektrik kimi davranırlar. Lakin belə birləşmələrin əriməsi zamanı həndəsi cəhətdən düzgün ion kristal şəbəkəsi (ionların düzülüşü) pozulur və möhkəmlik bağları azalır.
Ərimə nöqtəsinə yaxın bir temperaturda ion bağı olan kristallar artıq elektrik cərəyanı keçirməyə qadirdirlər. Belə birləşmələr suda və qütb molekullarından ibarət olan digər mayelərdə asanlıqla həll olunur.
İon kristal qəfəs ion tipli bağa malik olan bütün maddələr üçün xarakterikdir - duzlar, metal hidroksidlər, metalların qeyri-metallarla ikili birləşmələri. kosmosda istiqaməti yoxdur, çünki hər bir ion eyni anda bir neçə əks ionla əlaqələndirilir, onların qarşılıqlı təsir gücü onların arasındakı məsafədən asılıdır (Kulon qanunu). İonlarla bağlanmış birləşmələr qeyri-molekulyar quruluşa malikdirlər, ion qəfəsləri, yüksək polaritesi, yüksək ərimə və qaynama nöqtələri olan bərk cisimlərdir və sulu məhlullarda elektrik keçiricidirlər. Təmiz formada ion bağları olan birləşmələr demək olar ki, tapılmır.
İon kristal şəbəkəsi tipik metalların, duzların bəzi hidroksidlərinə və oksidlərinə xasdır, yəni. ionlu maddələr
Kristallarda ion bağlarına əlavə olaraq metal, molekulyar və kovalent bağlar da mövcuddur.
Kovalent bağı olan kristallar yarımkeçiricilər və ya dielektriklərdir. Atom kristallarının tipik nümunələri almaz, silisium və germaniumdur.
Almaz bir mineral, karbonun allotropik kub modifikasiyasıdır (formasıdır). Almazın kristal qəfəsi atomik, çox mürəkkəbdir. Belə bir qəfəsin qovşaqlarında son dərəcə güclü kovalent bağlarla bir-birinə bağlanmış atomlar yerləşir. Almaz, təpələri ən yaxın dörd atom olan tetraedrin mərkəzində bir-bir fərdi karbon atomlarından ibarətdir. Belə bir qəfəs almazın maksimum sərtliyini və kifayət qədər yüksək ərimə nöqtəsini təyin edən üz mərkəzli bir kub ilə xarakterizə olunur. Almaz qəfəsdə heç bir molekul yoxdur - və kristal tək təsiredici molekul kimi baxıla bilər.
Bundan əlavə, silisium, bərk bor, germanium və silisium və karbon (silisium, kvars, mika, çay qumu, karborundum) ilə fərdi elementlərin birləşmələri üçün xarakterikdir. Ümumiyyətlə, atom qəfəsi olan nümayəndələr nisbətən azdır.
Maddənin quruluşu təkcə kimyəvi hissəciklərdəki atomların qarşılıqlı düzülüşü ilə deyil, həm də bu kimyəvi hissəciklərin kosmosda yerləşməsi ilə müəyyən edilir. Atomların, molekulların və ionların ən nizamlı düzülüşü kristallar(yunan dilindən " kristallar"- buz), burada kimyəvi hissəciklər (atomlar, molekullar, ionlar) müəyyən bir ardıcıllıqla düzülür, kosmosda kristal qəfəs əmələ gətirir. Müəyyən formalaşma şəraitində onlar müntəzəm simmetrik polihedraların təbii formasına malik ola bilərlər. Kristal vəziyyəti belədir. hissəciklərin və simmetriyanın kristal qəfəslərinin düzülüşündə uzunmüddətli nizamın olması ilə xarakterizə olunur.
Amorf vəziyyət yalnız qısa məsafəli nizamın olması ilə xarakterizə olunur. Amorf maddələrin strukturları mayelərə bənzəyir, lakin onlar daha az axıcılığa malikdirlər. Amorf vəziyyət adətən qeyri-sabitdir. Mexanik yüklərin təsiri altında və ya temperatur dəyişdikdə amorf cisimlər kristallaşa bilər. Amorf vəziyyətdə olan maddələrin reaktivliyi kristal vəziyyətindən xeyli yüksəkdir.
Amorf maddələr
əsas xüsusiyyət amorf(yunan dilindən " amorfos"- formasız) maddənin vəziyyəti - atom və ya molekulyar qəfəsin olmaması, yəni kristal vəziyyətinə xas olan strukturun üçölçülü dövriliyi.
Maye maddə soyuduqda həmişə kristallaşmır. müəyyən şəraitdə qeyri-tarazlıq bərk amorf (şüşə) vəziyyət yarana bilər. Şüşə halında sadə maddələr (karbon, fosfor, arsen, kükürd, selenium), oksidlər (məsələn, bor, silisium, fosfor), halidlər, xalkogenidlər və bir çox üzvi polimerlər ola bilər.
Bu vəziyyətdə maddə uzun müddət dayana bilər, məsələn, bəzi vulkanik şüşələrin yaşı milyonlarla il olaraq qiymətləndirilir. Şüşəvari amorf vəziyyətdə olan maddənin fiziki və kimyəvi xassələri kristal maddənin xüsusiyyətlərindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənə bilər. Məsələn, şüşəşəkilli germanium dioksid kimyəvi cəhətdən kristaldan daha aktivdir. Maye və bərk amorf vəziyyətin xassələrindəki fərqlər hissəciklərin istilik hərəkətinin xarakteri ilə müəyyən edilir: amorf vəziyyətdə hissəciklər yalnız salınım və fırlanma hərəkətlərinə qadirdirlər, lakin maddənin qalınlığında hərəkət edə bilməzlər.
Elə maddələr var ki, bərk formada ancaq amorf vəziyyətdə ola bilər. Bu, vahidlərin nizamsız ardıcıllığına malik polimerlərə aiddir.
Amorf cisimlər izotrop, yəni onların mexaniki, optik, elektrik və digər xassələri istiqamətdən asılı deyildir. Amorf cisimlərin sabit ərimə nöqtəsi yoxdur: ərimə müəyyən bir temperatur aralığında baş verir. Amorf maddənin bərk haldan maye vəziyyətə keçməsi xassələrin kəskin dəyişməsi ilə müşayiət olunmur. Amorf vəziyyətin fiziki modeli hələ yaradılmayıb.
Kristal maddələr
Möhkəm kristallar- strukturun eyni elementinin ciddi şəkildə təkrarlanması ilə xarakterizə olunan üçölçülü formasiyalar ( elementar hüceyrə) bütün istiqamətlərdə. Vahid hüceyrə kristalda sonsuz sayda təkrarlanan paralelepiped şəklində kristalın ən kiçik həcmidir.
Kristalların həndəsi cəhətdən düzgün forması ilk növbədə onların ciddi nizamlı daxili quruluşu ilə bağlıdır. Əgər kristalda atomlar, ionlar və ya molekullar əvəzinə nöqtələri bu hissəciklərin ağırlıq mərkəzləri kimi təsvir etsək, onda biz kristal qəfəs adlanan belə nöqtələrin üçölçülü nizamlı paylanmasını alırıq. Nöqtələrin özləri adlanır düyünlər kristal qəfəs.
Kristal qəfəslərin növləri
Kristal qəfəsin hansı hissəciklərdən qurulduğundan və onlar arasındakı kimyəvi əlaqənin təbiətindən asılı olaraq müxtəlif növ kristallar fərqlənir.
İon kristalları kationlar və anionlar (məsələn, əksər metalların duzları və hidroksidləri) tərəfindən əmələ gəlir. Onlar hissəciklər arasında ion bağına malikdirlər.
İon kristalları ola bilər monotomik ionları. Kristallar belə qurulur natrium xlor, kalium yodid, kalsium ftorid.
Bir çox duzların ion kristallarının əmələ gəlməsində monoatomik metal kationları və çox atomlu anionlar, məsələn, NO 3 - nitrat ionu, SO 4 2 - sulfat ionu, CO 3 2 - karbonat ionu, ion kristallarının əmələ gəlməsində iştirak edir.
İon kristalında tək molekulları təcrid etmək mümkün deyil. Hər bir kation hər aniona çəkilir və digər kationlar tərəfindən dəf edilir. Bütün kristal nəhəng bir molekul hesab edilə bilər. Belə bir molekulun ölçüsü məhdud deyil, çünki o, yeni kationlar və anionlar əlavə etməklə böyüyə bilər.
Əksər ion birləşmələri bir-birindən koordinasiya nömrəsinin qiymətinə, yəni verilmiş ion ətrafındakı qonşuların sayına görə fərqlənən struktur tiplərindən birinə görə kristallaşır (4, 6 və ya 8). Bərabər sayda kation və anion olan ion birləşmələri üçün kristal qəfəslərin dörd əsas növü məlumdur: natrium xlorid (hər iki ionun koordinasiya sayı 6), sezium xlorid (hər iki ionun koordinasiya sayı 8), sfalerit və vurtsit. (hər iki struktur tip 4-ə bərabər olan kation və anion koordinasiya nömrəsi ilə xarakterizə olunur). Əgər kationların sayı anionların sayının yarısıdırsa, onda kationların koordinasiya sayı anionların koordinasiya sayından iki dəfə çox olmalıdır. Bu zaman flüoritin struktur tipləri (koordinasiya nömrələri 8 və 4), rutil (koordinasiya nömrələri 6 və 3) və kristobalit (koordinasiya nömrələri 4 və 2) həyata keçirilir.
Tipik olaraq, ion kristalları sərt, lakin kövrəkdir. Onların kövrəkliyi kristalın cüzi deformasiyası ilə belə, kationların və anionların elə yerdəyişməsi ilə əlaqədardır ki, oxşar ionlar arasında itələyici qüvvələr kationlar və anionlar arasındakı cazibə qüvvələrindən üstün olmağa başlayır və kristal məhv edildi.
İon kristalları yüksək ərimə nöqtələrinə malikdir. Ərinmiş vəziyyətdə ion kristallarını əmələ gətirən maddələr elektrik keçiricidir. Bu maddələr suda həll olunduqda kationlara və anionlara ayrılır və nəticədə yaranan məhlullar elektrik cərəyanı keçirir.
Elektrolitik dissosiasiya ilə müşayiət olunan qütb həlledicilərdə yüksək həll olma qabiliyyəti yüksək keçiriciliyi ε olan həlledici mühitdə ionlar arasında cazibə enerjisinin azalması ilə əlaqədardır. Suyun keçiriciliyi vakuumdan 82 dəfə yüksəkdir (şərti olaraq bir ion kristalında mövcuddur), sulu bir məhlulda ionlar arasındakı cazibə eyni miqdarda azalır. Təsiri ionların həlli ilə gücləndirilir.
Atom kristalları kovalent bağlarla bir yerdə saxlanılan fərdi atomlardan ibarətdir. Sadə maddələrdən yalnız bor və İVA qrupunun elementləri belə kristal qəfəslərə malikdir. Çox vaxt qeyri-metalların bir-biri ilə birləşmələri (məsələn, silikon dioksid) atom kristallarını da əmələ gətirir.
İon kristalları kimi, atom kristallarını da nəhəng molekullar hesab etmək olar. Onlar çox güclü və sərtdirlər və istilik və elektrik cərəyanını yaxşı keçirmirlər. Atom kristal qəfəsləri olan maddələr yüksək temperaturda əriyir. Hər hansı bir həlledicidə praktiki olaraq həll olunmurlar. Onlar aşağı reaktivlik ilə xarakterizə olunur.
Molekulyar kristallar, atomların kovalent bağlarla bağlandığı fərdi molekullardan qurulur. Molekullar arasında daha zəif molekullararası qüvvələr hərəkət edir. Onlar asanlıqla məhv edilir, buna görə də molekulyar kristallar aşağı ərimə nöqtələrinə, aşağı sərtliyə və yüksək uçuculuğa malikdir. Molekulyar kristal qəfəsləri əmələ gətirən maddələrin elektrik keçiriciliyi yoxdur, onların məhlulları və ərimələri də elektrik cərəyanını keçirmir.
Molekullararası qüvvələr bir molekulun mənfi yüklü elektronlarının qonşu molekulların müsbət yüklü nüvələri ilə elektrostatik qarşılıqlı təsiri nəticəsində yaranır. Molekullararası qarşılıqlı təsirin gücü bir çox amillərdən təsirlənir. Onların arasında ən əhəmiyyətlisi qütb bağlarının olması, yəni elektron sıxlığının bir atomdan digərinə keçməsidir. Bundan əlavə, molekullararası qarşılıqlı əlaqə çox sayda elektron olan molekullar arasında daha aydın görünür.
Qeyri-metalların əksəriyyəti sadə maddələr şəklində (məsələn, yod I 2, arqon Ar, kükürd S 8) və bir-biri ilə birləşmələr (məsələn, su, karbon dioksid, hidrogen xlorid), eləcə də demək olar ki, bütün üzvi bərk maddələr molekulyar kristallar əmələ gətirir.
Metalların metal kristal qəfəsləri var. Atomlar arasında metal bağ var. Metal kristallarda atomların nüvələri elə düzülür ki, onların qablaşdırılması mümkün qədər sıx olsun. Belə kristallardakı bağ delokalizasiya olunur və bütün kristala yayılır. Metal kristalları yüksək elektrik və istilik keçiriciliyinə, metal parıltısına və qeyri-şəffaflığına və asan deformasiyaya malikdir.
Kristal qəfəslərin təsnifatı məhdudlaşdırıcı hallara uyğundur. Qeyri-üzvi maddələrin kristallarının əksəriyyəti aralıq növlərə aiddir - kovalent-ion, molekulyar-kovalent və s. Məsələn, bir kristalda qrafit hər təbəqənin içərisində bağlar kovalent-metal, təbəqələr arasında isə molekullararası olur.
İzomorfizm və polimorfizm
Bir çox kristal maddələr eyni quruluşa malikdir. Eyni zamanda, eyni maddə müxtəlif kristal quruluşlar yarada bilər. Bu, hadisələrdə öz əksini tapır izomorfizm və polimorfizm.
izomorfizm atomların, ionların və ya molekulların kristal strukturlarda bir-birini əvəz etmə qabiliyyətidir. Bu termin (yunan dilindən " isos" - bərabər və " morfe"- forma) 1819-cu ildə E. Mitscherlich tərəfindən təklif edilmişdir. İzomorfizm qanunu 1821-ci ildə E. Mitscherlich tərəfindən bu şəkildə tərtib ediləcək: "Eyni şəkildə bağlanan eyni sayda atom eyni kristal formalarını verir; bu halda kristal forması atomların kimyəvi təbiətindən asılı deyil, yalnız onların sayı və nisbi mövqeyi ilə müəyyən edilir.
Mitscherlich Berlin Universitetinin kimya laboratoriyasında işləyərkən qurğuşun, barium və stronsium sulfatlarının kristallarının tam oxşarlığına və bir çox başqa maddələrin kristal formalarının yaxınlığına diqqət çəkdi. Onun müşahidələri məşhur isveçli kimyaçı J.-J.-nin diqqətini cəlb etmişdir. Berzelius, Mişerlixə fosfor və arsen turşularının birləşmələri nümunəsindən istifadə edərək müşahidə olunan nümunələri təsdiqləməyi təklif etdi. Tədqiqat nəticəsində belə qənaətə gəlinib ki, “iki sıra duzlar yalnız birində turşu radikalı kimi arsen, digərində isə fosfor olması ilə fərqlənir”. Mitscherlich-in kəşfi çox keçmədən mineraloqların diqqətini cəlb etdi və onlar minerallarda elementlərin izomorf əvəzlənməsi problemi ilə bağlı tədqiqatlara başladılar.
İzomorfizmə meylli maddələrin birgə kristallaşması halında ( izomorf maddələr), qarışıq kristallar (izomorf qarışıqlar) əmələ gəlir. Bu, yalnız bir-birini əvəz edən hissəciklər ölçüdə az fərqləndikdə (15%-dən çox olmadıqda) mümkündür. Bundan əlavə, izomorf maddələr atomların və ya ionların oxşar fəza düzülüşünə və buna görə də xarici formada oxşar kristallara malik olmalıdır. Belə maddələrə, məsələn, alum daxildir. Kalium alumunun kristallarında KAl (SO 4) 2 . 12H 2 O kalium kationları qismən və ya tamamilə rubidium və ya ammonium kationları ilə, alüminium kationları isə xrom (III) və ya dəmir (III) kationları ilə əvəz edilə bilər.
İzomorfizm təbiətdə geniş yayılmışdır. Əksər minerallar mürəkkəb dəyişkən tərkibli izomorf qarışıqlardır. Məsələn, mineral sfalerit ZnS-də sink atomlarının 20%-ə qədəri dəmir atomları ilə əvəz edilə bilər (bu halda ZnS və FeS müxtəlif kristal quruluşa malikdir). İzomorfizm nadir və iz elementlərinin geokimyəvi davranışı, onların izomorf çirklər şəklində olduğu süxurlarda və filizlərdə yayılması ilə əlaqələndirilir.
İzomorf əvəzetmə müasir texnologiyanın süni materiallarının - yarımkeçiricilərin, ferromaqnitlərin, lazer materiallarının bir çox faydalı xüsusiyyətlərini müəyyənləşdirir.
Bir çox maddələr müxtəlif struktur və xassələrə malik, lakin eyni tərkibə malik olan kristal formalar əmələ gətirə bilər ( polimorf dəyişikliklər). Polimorfizm- bərk cisimlərin və maye kristalların eyni kimyəvi tərkibə malik müxtəlif kristal strukturları və xassələri ilə iki və ya daha çox formada mövcud olma qabiliyyəti. Bu söz yunan dilindən gəlir polimorf"- müxtəlifdir. Polimorfizm fenomeni 1798-ci ildə iki müxtəlif mineralın - kalsit və araqonitdə CaCO 3-ün eyni kimyəvi tərkibinə malik olduğunu kəşf edən M. Klaproth tərəfindən kəşf edilmişdir.
Sadə maddələrin polimorfizmi adətən allotropiya adlanır, polimorfizm anlayışı isə kristal olmayan allotrop formalara (məsələn, qaz halında olan O 2 və O 3) aid edilmir. Polimorf formaların tipik nümunəsi xassələri ilə kəskin şəkildə fərqlənən karbon modifikasiyalarıdır (almaz, lonsdaleit, qrafit, karbinlər və fullerenlər). Karbonun mövcudluğunun ən sabit forması qrafitdir, lakin normal şəraitdə onun digər modifikasiyaları özbaşına uzun müddət davam edə bilər. Yüksək temperaturda onlar qrafitə çevrilirlər. Almazda bu, oksigen olmadıqda 1000° C-dən yuxarı qızdırıldıqda baş verir. Əks keçid daha çətindir. Yalnız yüksək temperatur (1200-1600 o C) deyil, həm də nəhəng bir təzyiq lazımdır - 100 min atmosferə qədər. Ərinmiş metalların (dəmir, kobalt, xrom və s.) iştirakı ilə qrafitin almaza çevrilməsi daha asandır.
Molekulyar kristallar vəziyyətində polimorfizm kristalda molekulların fərqli qablaşdırılmasında və ya molekulların formasının dəyişməsində, ion kristallarında isə kationların və anionların fərqli qarşılıqlı düzülüşündə özünü göstərir. Bəzi sadə və mürəkkəb maddələrin ikidən çox polimorfları var. Məsələn, silisium dioksidin on modifikasiyası, kalsium ftoridinin altı, ammonium nitratın dörd modifikasiyası var. Polimorf modifikasiyalar adətən yunan hərfləri ilə işarələnir α, β, γ, δ, ε, ... aşağı temperaturda sabit olan modifikasiyalardan başlayaraq.
Bir neçə polimorf modifikasiyaya malik olan maddənin buxarından, məhlulundan və ya əriməsindən kristallaşma zamanı əvvəlcə verilmiş şəraitdə daha az dayanıqlı olan modifikasiya əmələ gəlir, sonra isə daha sabitə çevrilir. Məsələn, fosfor buxarı kondensasiya olunduqda ağ fosfor əmələ gəlir ki, bu da normal şəraitdə yavaş-yavaş, qızdırıldıqda isə tez qırmızı fosfora çevrilir. Qurğuşun hidroksid susuzlaşdırıldıqda əvvəlcə (təxminən 70 o C), aşağı temperaturda daha az dayanıqlı olan sarı β-PbO əmələ gəlir, təxminən 100 o C-də qırmızı α-PbO-ya, 540 o C-də isə - yenidən β-PbO-ya çevrilir.
Bir polimorf modifikasiyanın digərinə keçidinə polimorfik çevrilmələr deyilir. Bu keçidlər temperaturun və ya təzyiqin dəyişməsi ilə baş verir və xassələrin kəskin dəyişməsi ilə müşayiət olunur.
Bir modifikasiyadan digərinə keçid prosesi geri və ya geri dönməz ola bilər. Belə ki, BN (bor nitridi) tərkibli ağ yumşaq qrafitebənzər maddə 1500-1800 o C-də və bir neçə onlarla atmosfer təzyiqində qızdırıldıqda onun yüksək temperatur modifikasiyası əmələ gəlir - borazon, sərtliyə görə almaza yaxındır. Temperatur və təzyiq adi şəraitə uyğun olan dəyərlərə endirildikdə, borazon öz strukturunu saxlayır. Geri çevrilə bilən keçidə misal olaraq 95 o C-də iki kükürd modifikasiyasının (romb və monoklinik) qarşılıqlı çevrilmələrini göstərmək olar.
Polimorf çevrilmələr strukturda əhəmiyyətli dəyişiklik olmadan da baş verə bilər. Bəzən kristal strukturunda heç bir dəyişiklik olmur, məsələn, α-Fe-nin β-Fe-yə 769 o C-də keçidi zamanı dəmirin strukturu dəyişmir, lakin onun ferromaqnit xassələri yox olur.
Ən bərk maddələr var kristal xarakterizə olunan strukturdur hissəciklərin ciddi şəkildə müəyyən edilmiş düzülüşü. Əgər hissəcikləri şərti xətlərlə birləşdirsəniz, adlı məkan çərçivəsi alırsınız kristal qəfəs. Kristal hissəciklərin yerləşdiyi nöqtələrə qəfəs düyünləri deyilir. Xəyali qəfəsin düyünlərində atomlar, ionlar və ya molekullar ola bilər.
Düyünlərdə yerləşən hissəciklərin təbiətindən və onlar arasındakı əlaqənin təbiətindən asılı olaraq dörd növ kristal qəfəslər fərqlənir: ion, metal, atom və molekulyar.
İonik düyünlərində ionlar olan qəfəslər adlanır.
Onlar ion bağları olan maddələrdən əmələ gəlir. Belə bir qəfəsin qovşaqlarında elektrostatik qarşılıqlı təsirlə bir-birinə bağlanan müsbət və mənfi ionlar yerləşir.
İon kristal qəfəslərdə duzlar, qələvilər, aktiv metal oksidləri. İonlar sadə və mürəkkəb ola bilər. Məsələn, natrium xloridin kristal qəfəslərinin yerlərində sadə natrium ionları Na və xlor Cl -, kalium sulfatın qəfəs yerlərində isə sadə kalium ionları K və mürəkkəb sulfat ionları S O 4 2 - alternativ olur.
Belə kristallarda ionlar arasındakı bağlar güclüdür. Buna görə də ion maddələri bərk, odadavamlı, uçucu deyil. Belə maddələr yaxşıdır suda həll edin.
Natrium xloridin kristal qəfəsi
Natrium xlorid kristalı
Metal müsbət ionlardan və metal atomlarından və sərbəst elektronlardan ibarət olan qəfəslər adlanır.
Onlar metal bağı olan maddələrdən əmələ gəlir. Metal qəfəsin qovşaqlarında atomlar və ionlar var (atomlar və ya atomların asanlıqla çevrildiyi, ümumi istifadə üçün xarici elektronlarını verən ionlar).
Belə kristal qəfəslər metalların və ərintilərin sadə maddələri üçün xarakterikdir.
Metalların ərimə nöqtələri fərqli ola bilər (civə üçün \ (-37 \) ° C-dən iki ilə üç min dərəcəyə qədər). Ancaq bütün metalların bir xüsusiyyəti var metal parıltı, elastiklik , çeviklik , elektrik cərəyanını yaxşı keçir və isti.
metal kristal qəfəs
Aparat
Atom kristal qəfəsləri adlanır, onların düyünlərində kovalent bağlarla bağlanmış fərdi atomlar var.
Bu tip qəfəsdə almaz var - karbonun allotropik modifikasiyalarından biridir. Atom kristal qəfəsi olan maddələrə daxildir qrafit, silikon, bor və germanium, həmçinin mürəkkəb maddələr, məsələn, karborundum SiC və silisium, kvars, qaya kristal, qum, bunlara silikon oksidi (\ (IV \)) Si O 2 daxildir.
Bu cür maddələr xarakterizə olunur yüksək güc və sərtlik. Beləliklə, almaz ən sərt təbii maddədir. Atom kristal qəfəsi olan maddələr çox var yüksək ərimə nöqtələri və qaynar. Məsələn, silisiumun ərimə nöqtəsi \(1728 \) ° C, qrafit üçün isə daha yüksəkdir - \ (4000 \) ° C. Atom kristalları praktiki olaraq həll olunmur.
Almaz kristal qəfəs
almaz
Molekulyar düyünlərində zəif molekullararası qarşılıqlı əlaqə ilə bağlanmış molekullar olan qəfəslər adlanır.
Molekulların içərisində atomların çox güclü kovalent bağlarla bağlanmasına baxmayaraq, molekulların özləri arasında zəif molekullararası cazibə qüvvələri hərəkət edir. Buna görə də molekulyar kristallar var az güc və sərtlik aşağı ərimə nöqtələri və qaynar. Bir çox molekulyar maddələr otaq temperaturunda maye və qaz halındadır. Belə maddələr uçucudur. Məsələn, kristal yod və bərk karbon monoksit (\ (IV \)) ("quru buz") maye halına çevrilmədən buxarlanır. Bəzi molekulyar maddələr var qoxu.
Bərk birləşmə vəziyyətində olan sadə maddələr bu tip qəfəsə malikdir: monotomik molekulları olan nəcib qazlar (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). ), eləcə də iki- və olan qeyri-metallar çox atomlu molekullar (H 2, O 2, N 2, Cl 2, I 2, O 3, P 4, S 8).
Molekulyar kristal qəfəs var həmçinin kovalent qütb bağları olan maddələr: su - buz, bərk ammonyak, turşular, qeyri-metal oksidlər. Əksəriyyət üzvi birləşmələr həm də molekulyar kristallardır (naftalin, şəkər, qlükoza).
