Кристаллические решетки

Ефимова О. А.
учитель химии
МБОУ СОШ №3
г. Кашин



Сформировать понятия о кристаллическом и
аморфном состоянии твердых тел
Закрепить представления о типах
кристаллических решеток
Установить взаимосвязь между строением и
свойствами веществ
Кристаллическая решётка (КР)
вещества - это пространственный каркас,
полученный при мысленном соединении прямыми
пересекающимися линиями точек пространства,
где расположены частицы вещества (атомы,
молекулы, ионы).
Точки размещения частиц веществ в
пространстве называют узлами
кристаллической решётки.
твердые вещества
аморфные
расположение частиц в них
строго не упорядоченно.
плавится в интервале
температур
кристаллические
правильное расположение
частиц, из которых они
построены
плавится при строгом значении
температуры
Ионными называют
кристаллические решетки, в узлах
которых находятся ионы.
Их образуют вещества с ионной
связью.
Ионные кристаллические решётки имеют соли, оксиды и
гидроксиды металлов.
Рассмотрим строение кристалла поваренной соли, в узлах
которого находятся ионы хлора и натрия. Связи между ионами
в кристалле очень прочные и устойчивые. Поэтому вещества с
ионной решёткой обладают высокой твёрдостью и прочностью,
тугоплавки и нелетучи.
Уподобим эту структуру группе
расположенных в шахматном
порядке мужчин и женщин.
Пусть мужчины символизируют
катионы, а женщины - анионы.
Тогда каждый человек
оказывается в зоне действия
обаяния окружающих его
представителей
противоположного пола, к
которым он (она) в силу закона
притяжения противоположностей
испытывает интерес. Интерес
этот одинаково выражен во всех
направлениях, поскольку на
рисунке - холостые мужчины и
незамужние женщины. Этим и
объясняется повышенная
прочность ионного кристалла.
Металлическими
называют решётки, в
узлах которых
находятся атомы и
катионы металлов.
Для металлов
характерны
физические свойства:
пластичность,
ковкость,
металлический блеск,
высокая электро- и
теплопроводность
Для иллюстрации строения
металлов в твердом
состоянии найдена особенно
экстравагантная аналогия.
Группа мужчин изображает
катионы металлов (узлы
металлической
кристаллической решетки).
Все пространство между
ними заполнено летающими
пчелами (это, понятно,
свободные электроны).
Рисунок убедительно
иллюстрирует силы,
удерживающие одноименно
заряженные катионы в узлах
решетки
Молекулярными называют
кристаллические решётки, в
узлах которых располагаются
молекулы. Химические связи в них
ковалентные, как полярные, так
и неполярные. Связи в молекулах
прочные, но между молекулами
связи не прочные.
Вещества с МКР непрочные, имеют
малую твёрдость, низкую
температуру плавления,
летучие, способны к возгонке при
обычных условиях могут
находится в газообразном или
жидком состоянии .
Можно уподобить эту
структуру группе
семейных пар. В каждой
паре супругов связывают
прочные узы брака
(подобно прочной связи
атомов внутри
молекулы), а вот
отношения между парами
носят поверхностный
характер: они могут
дружить семьями,
испытывать дружеские
чувства, но довольно
свободно могут обойтись
и друг без друга.
Атомными называют
кристаллические решётки, в
узлах которых находятся
отдельные атомы неметаллов,
которые соединены очень
прочными ковалентными
связями.
В природе встречается немного
веществ с атомной КР. К ним
относятся бор, кремний,
германий, кварц, алмаз, оксид
кремния (+4) – главный
компонент почти всех горных
пород.
Вещества с АКР имеют высокие
температуры плавления,
обладают повышенной
твёрдостью.
Алмаз - самый твёрдый природный
материал.
Каждый гимнаст на ней
символизирует атом углерода,
связанный четырьмя
ковалентными связями с
соседними атомами.
Целостность структуры
поддерживается исключительно
благодаря усилиям каждого из
гимнастов. Таким образом,
зависимость людей друг от друга
в этой ситуации больше, чем на
любом из предыдущих рисунков
(это и является аналогией
повышенной прочности
атомного кристалла). Пирамида
демонстрирует также высокую
взаимосвязанность узлов
атомной кристаллической
решетки: стоит одному из
гимнастов ослабить только одну
связку, и вся структура может
рухнуть.
ВЕЩЕСТВА
(ПО СТРОЕНИЮ)
КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО
СТРОЕНИЯ
МОЛЕКУЛЯНОГО
СТРОЕНИЯ
(вещества с МКР)
АМОРФНОГО
СТРОЕНИЯ
НЕМОЛЕКУЛЯНОГО
СТРОЕНИЯ
вещества
с Ионной КР
(ИКР)
вещества
с Атомной КР
(АКР)
вещества
с Металлической КР
(МеКР)
ковалентная
неполярная
молекулярная
ионная
металлическая
полярная
атомная
ионная
типы КР
металлическая
простые
металлы
сложные
неме таллы
кислоты
оксиды
оксиды
неметаллов
металлическая
атомная
основания
оксиды
металлов
молекулярная
типы КР
соли
ионная

Свойства веществ в твердом
состоянии зависят от типа
кристаллической решетки
(прежде всего от того, какие
частицы находятся в ее узлах).
твердые
твердые
вещества с
металлическим
блеском, ковкие,
пластичные,
хорошо проводят
тепло и
электрический
ток
жидкие
твердые, прочные
вещества с
высокими
температурами
плавления,
нерастворимые в
воде, без запаха
металлическая
вещества с
относительно
высокой твердостью,
тугоплавкие,
нелетучие, многие
растворимы в воде,
водные растворы и
расплавы проводят
электрический ток
атомная
газообразные
твердые
легкоплавкие
вещества с малой
прочностью,
растворы данных
веществ не проводят
электрический ток,
многие из них
обладают запахом
ионная
типы КР
молекулярная
строение атома
электроотрицательность
вид химической связи
тип кристаллической решетки
свойства веществ
тип КР
(определение)
вещества с
металлической
кристаллической
решеткой
вещества с
атомной
кристаллической
решеткой
вещества с
ионной
кристаллической
решеткой
вещества с
молекулярной
кристаллической
решеткой
тип химической
связи возможный
для веществ с
данным типом КР
возможные свойства для веществ
с данным типом КР при н. у.
примеры
веществ с данным типом
КР
тип КР
(определение)
вещества с металлической
КР –
это вещества, в узлах КР
решетки которых
располагаются атомы и
катионы металлов
вещества с
атомной КР –
это вещества, в узлах КР
решетки которых
располагаются атомы
неметаллов
вещества с ионной КР –
это вещества, в узлах КР
решетки которых
располагаются атомы
металлов
вещества с
молекулярной КР –
это вещества, в узлах КР
решетки которых
располагаются молекулы
тип химической
связи возможный
для веществ с
данным типом КР
металлическая
связь
ковалентная
неполярная или
ковалентная
полярная связь
ионная связь
ковалентная
неполярная или
ковалентная
полярная связь
возможные свойства для веществ
с данным типом КР при н. у.
примеры
веществ с данным типом
КР
твердые вещества (кроме ртути,
которая становится твердой при
−39°С) с металлическим блеском,
ковкие, пластичные, хорошо
проводят тепло и электрический
ток
металлы и их сплавы
(железо, золото, калий,
чугун, сталь, латунь,
бронза и так далее)
твердые, прочные вещества с
высокими температурами
плавления, нерастворимые в воде,
без запаха
алмаз, графит, бор,
кремний, германий,
фосфор красный,
кремнезем или оксид
кремния (IV), карборунд
SiC
вещества с относительно высокой
твердостью, тугоплавкие,
нелетучие, многие растворимы в
воде, водные растворы и
расплавы проводят электрический
ток
соли,
основания,
оксиды металлов
твердые легкоплавкие вещества с
малой прочностью, растворы
данных веществ не проводят
электрический ток, многие из них
обладают запахом
органические вещества,
вода, некоторые простые
вещества (кислород , озон,
азот, водород, фтор, хлор,
бром, йод, белый фосфор и
так далее)