Теория:
Большинство твёрдых веществ имеет кристаллическое строение, которое характеризуется строго определённым расположением частиц. Физические свойства вещества в основном определяются строением его кристаллической решётки.
В зависимости от природы частиц, расположенных в узлах, и характера связи между ними различают четыре типа кристаллических решёток.
Рис. \(1\). Типы кристаллических решёток
Ионные решётки
В узлах ионных решёток располагаются положительные и отрицательные ионы, связанные между собой электростатическим взаимодействием. Связи между ионами в таких кристаллах прочные.
- твёрдые при обычных условиях;
- тугоплавкие;
- хрупкие;
- растворимые в воде;
- нет запаха.
Ионные решётки имеют соли, щёлочи, оксиды активных металлов.
Металлические решётки
В узлах металлических решёток находятся атомы и катионы, а между ними передвигаются обобществлённые электроны. Свойства веществ:
- разные температуры плавления (от \(–37~°\)\(C\) у ртути до двух-трёх тысяч градусов);
- твёрдые (кроме ртути);
- имеют металлический блеск;
- непрозрачные;
- ковкие;
- хорошо проводят электрический ток и тепло.
Металлические решётки образуют металлы и их сплавы.
Атомные решётки
В узлах атомных кристаллов находятся отдельные атомы, соединённые ковалентными связями.
Свойства веществ:
- твёрдые;
- очень высокие температуры плавления;
- прочные;
- нерастворимые в воде и других растворителях;
- нет запаха.
К веществам с атомной решёткой относятся алмаз, кремний, бор, красный фосфор, германий, а также сложные вещества, например карборунд и кремнезём, кварц, горный хрусталь, песок, в состав которых входит оксид кремния(\(IV\)) .
Молекулярные решётки
В узлах молекулярных кристаллов находятся молекулы, связанные слабым межмолекулярным взаимодействием.
Свойства веществ:
- твёрдые, жидкие или газообразные;
- низкие температуры плавления и кипения;
- непрочные, летучие;
- могут иметь запах;
- растворимость разная (зависит от полярности молекул).
Такой тип решётки имеют простые вещества неметаллы: благородные газы () и неметаллы с двух- и многоатомными молекулами ().
Молекулярную решётку имеют также вещества с ковалентными полярными связями: вода — лёд, твёрдые аммиак, кислоты, оксиды большинства неметаллов. Органические соединения тоже представляют собой молекулярные кристаллы (нафталин, сахар, глюкоза).
Обрати внимание!
Если известно строение вещества, то можно предсказать его свойства.
Пример:
попробуем определить, каковы примерно температуры плавления у фторида натрия , фтороводорода и фтора .
У фторида натрия ионная кристаллическая решётка. Значит, его температура плавления будет высокой.
Фтороводород и фтор имеют молекулярные кристаллические решётки. Поэтому их температуры плавления будут невысокими.
Молекулы фтороводорода полярные, а фтора — неполярные. Значит, межмолекулярное взаимодействие у фтороводорода будет сильнее, и его температура плавления будет выше по сравнению со фтором.
Экспериментальные данные подтверждают эти предположения: температуры плавления , и составляют соответственно \(995~°C\), \(–83~°C\), \(–220~°C\).
Источники:
Рис. 1. Типы кристаллических решёток. © ЯКласс.