Zarah dalam nod kekisi kristal ionik. Struktur bahan

Menurut teori atom-molekul Boyle, semua bahan terdiri daripada molekul yang sentiasa bergerak. Tetapi adakah terdapat struktur khusus dalam bahan? Atau adakah mereka hanya terdiri daripada molekul yang bergerak secara rawak?

Malah, semua bahan yang berada dalam keadaan pepejal mempunyai struktur yang jelas. Atom dan molekul bergerak, tetapi daya tarikan dan tolakan antara zarah adalah seimbang, jadi atom dan molekul terletak pada titik tertentu dalam ruang (tetapi terus membuat turun naik kecil bergantung pada suhu). Struktur sedemikian dipanggil kekisi kristal. Tempat di mana molekul, ion atau atom itu sendiri terletak dipanggil nod. Dan jarak antara nod dipanggil - tempoh identiti. Bergantung pada kedudukan zarah dalam ruang, terdapat beberapa jenis:

atom;
ionik;
molekul;
logam.

Dalam keadaan cecair dan gas, bahan tidak mempunyai kekisi yang jelas; molekulnya bergerak secara huru-hara, itulah sebabnya ia tidak mempunyai bentuk. Sebagai contoh, oksigen, apabila dalam keadaan gas, adalah gas tidak berwarna, tidak berbau; Apabila suhu turun kepada -219 darjah, oksigen bertukar menjadi keadaan pepejal dan menjadi merah. kekisi, sementara ia bertukar menjadi jisim seperti salji berwarna biru.

Menariknya, bahan amorf tidak mempunyai struktur yang jelas, itulah sebabnya ia tidak mempunyai takat lebur dan didih yang ketat. Apabila dipanaskan, resin dan plastisin secara beransur-ansur melembutkan dan menjadi cecair;

Kekisi kristal atom

Nod mengandungi atom, seperti namanya. Bahan-bahan ini sangat kuat dan tahan lama, kerana ikatan kovalen terbentuk antara zarah. Atom-atom jiran berkongsi sepasang elektron antara satu sama lain (atau, lebih tepat lagi, awan elektron mereka berlapis di atas satu sama lain), dan oleh itu ia bersambung dengan baik antara satu sama lain. Contoh yang paling jelas ialah berlian, yang mempunyai kekerasan paling besar pada skala Mohs. Menariknya, berlian, seperti grafit, terdiri daripada karbohidrat. Grafit adalah bahan yang sangat rapuh (kekerasan Mohs 1), yang merupakan contoh yang jelas tentang berapa banyak bergantung pada jenisnya.

Kawasan atom kekisi tidak diedarkan secara semula jadi, ia termasuk: kuarza, boron, pasir, silikon, silikon oksida (IV), germanium, kristal batu. Bahan-bahan ini dicirikan oleh takat lebur yang tinggi, kekuatan, dan sebatian ini sangat keras dan tidak larut dalam air. Disebabkan oleh ikatan yang sangat kuat antara atom, sebatian kimia ini sukar berinteraksi dengan yang lain dan mengalirkan arus dengan sangat buruk.

Kisi kristal ionik

Dalam jenis ini, ion terletak pada setiap nod. Sehubungan itu, jenis ini adalah ciri bahan dengan ikatan ionik, contohnya: kalium klorida, kalsium sulfat, tembaga klorida, perak fosfat, kuprum hidroksida, dan sebagainya. Bahan dengan skema sambungan zarah sedemikian termasuk;

garam;
logam hidroksida;
oksida logam.

Natrium klorida mempunyai ion positif (Na +) dan negatif (Cl -) berselang-seli. Satu ion klorin yang terletak dalam nod menarik dua ion natrium (disebabkan oleh medan elektromagnet) yang terletak di nod jiran. Oleh itu, kubus terbentuk di mana zarah-zarah itu saling berkaitan.

Kekisi ionik dicirikan oleh kekuatan, refraktori, kestabilan, kekerasan dan tidak turun naik. Sesetengah bahan boleh mengalirkan elektrik.

Kekisi kristal molekul

Nod struktur ini mengandungi molekul yang tersusun rapat. Bahan tersebut dicirikan oleh ikatan polar dan nonpolar kovalen. Adalah menarik bahawa, tanpa mengira ikatan kovalen, terdapat tarikan yang sangat lemah antara zarah (disebabkan oleh daya van der Waals yang lemah). Itulah sebabnya bahan sedemikian sangat rapuh, mempunyai takat didih dan lebur yang rendah, dan juga tidak menentu. Bahan-bahan ini termasuk: air, bahan organik (gula, naftalena), karbon monoksida (IV), hidrogen sulfida, gas mulia, dua- (hidrogen, oksigen, klorin, nitrogen, iodin), tiga- (ozon), empat- (fosforus). ), bahan lapan atom (sulfur), dan sebagainya.

Salah satu ciri yang membezakan ialah ini ialah model struktur dan ruang dipelihara dalam semua fasa (kedua-dua pepejal, cecair dan gas).

Kekisi kristal logam

Disebabkan kehadiran ion pada nod, kekisi logam mungkin kelihatan serupa dengan kekisi ionik. Sebenarnya, ini adalah dua model yang sama sekali berbeza, dengan sifat yang berbeza.

Logam jauh lebih fleksibel dan mulur daripada ionik, ia dicirikan oleh kekuatan, kekonduksian elektrik dan haba yang tinggi, bahan-bahan ini cair dengan baik dan mengalirkan arus elektrik dengan baik. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa nod mengandungi ion logam bercas positif (kation), yang boleh bergerak ke seluruh struktur, dengan itu memastikan aliran elektron. Zarah-zarah bergerak secara huru-hara di sekitar nod mereka (mereka tidak mempunyai tenaga yang cukup untuk melampauinya), tetapi sebaik sahaja medan elektrik muncul, elektron membentuk aliran dan tergesa-gesa dari kawasan positif ke negatif.

Kekisi kristal logam adalah ciri logam, contohnya: plumbum, natrium, kalium, kalsium, perak, besi, zink, platinum dan sebagainya. Antara lain, ia dibahagikan kepada beberapa jenis pembungkusan: heksagon, berpusatkan badan (paling padat) dan berpusatkan muka. Pakej pertama adalah tipikal untuk zink, kobalt, magnesium, yang kedua untuk barium, besi, natrium, yang ketiga untuk tembaga, aluminium dan kalsium.

Oleh itu, bergantung pada jenis parut banyak sifat bergantung, serta struktur bahan. Mengetahui jenisnya, anda boleh meramalkan, sebagai contoh, apakah sifat refraktori atau kekuatan sesuatu objek.

Kategori Perincian: Teori kinetik molekul Diterbitkan 14/11/2014 17:19 Pandangan: 14960

Dalam pepejal, zarah (molekul, atom dan ion) terletak sangat dekat antara satu sama lain sehingga daya interaksi antara mereka tidak membenarkan mereka terbang berasingan. Zarah-zarah ini hanya boleh melakukan pergerakan berayun di sekitar kedudukan keseimbangan. Oleh itu, pepejal mengekalkan bentuk dan isipadunya.

Berdasarkan struktur molekulnya, pepejal dibahagikan kepada berbentuk kristal Dan amorfus .

Struktur badan kristal

Kekisi kristal

Kristal ialah pepejal, molekul, atom atau ion di mana ia tersusun dalam susunan geometri yang ditetapkan dengan ketat, membentuk struktur dalam ruang yang dipanggil kekisi kristal . Tertib ini diulang secara berkala ke semua arah dalam ruang tiga dimensi. Ia berterusan dalam jarak yang jauh dan tidak terhad dalam ruang. Mereka memanggilnya dalam perjalanan yang jauh .

Jenis kekisi kristal

Kekisi kristal ialah model matematik yang boleh digunakan untuk membayangkan bagaimana zarah disusun dalam kristal. Secara mental menghubungkan titik-titik dalam ruang di mana zarah-zarah ini terletak dengan garis lurus, kita mendapat kekisi kristal.

Jarak antara atom yang terletak di tapak kekisi ini dipanggil parameter kekisi .

Bergantung pada zarah yang terletak di nod, kekisi kristal boleh molekul, atom, ionik dan logam .

Sifat-sifat jasad kristal seperti takat lebur, keanjalan, dan kekuatan bergantung kepada jenis kekisi kristal.

Apabila suhu meningkat kepada nilai di mana lebur pepejal bermula, kekisi kristal dimusnahkan. Molekul mendapat lebih banyak kebebasan, dan bahan kristal pepejal masuk ke peringkat cecair. Semakin kuat ikatan antara molekul, semakin tinggi takat lebur.

Kekisi molekul

Dalam kekisi molekul, ikatan antara molekul tidak kuat. Oleh itu, dalam keadaan biasa, bahan tersebut berada dalam keadaan cecair atau gas. Keadaan pepejal adalah mungkin untuk mereka hanya pada suhu rendah. Takat lebur mereka (peralihan daripada pepejal kepada cecair) juga rendah. Dan dalam keadaan biasa mereka berada dalam keadaan gas. Contohnya ialah iodin (I 2), "ais kering" (karbon dioksida CO 2).

Kekisi atom

Dalam bahan yang mempunyai kekisi kristal atom, ikatan antara atom adalah kuat. Oleh itu, bahan itu sendiri sangat keras. Mereka cair pada suhu tinggi. Silikon, germanium, boron, kuarza, oksida beberapa logam, dan bahan paling keras dalam alam semula jadi, berlian, mempunyai kekisi atom kristal.

Kekisi ionik

Bahan dengan kekisi kristal ionik termasuk alkali, kebanyakan garam, dan oksida logam biasa. Oleh kerana daya tarikan ion adalah sangat kuat, bahan-bahan ini boleh mencairkan hanya pada suhu yang sangat tinggi. Mereka dipanggil refraktori. Mereka mempunyai kekuatan dan kekerasan yang tinggi.

Panggangan logam

Pada nod kekisi logam, yang semua logam dan aloinya ada, kedua-dua atom dan ion terletak. Terima kasih kepada struktur ini, logam mempunyai kebolehtempaan dan kemuluran yang baik, kekonduksian haba dan elektrik yang tinggi.

Selalunya, bentuk kristal adalah polihedron biasa. Muka dan tepi polyhedra tersebut sentiasa kekal malar untuk bahan tertentu.

Satu kristal dipanggil kristal tunggal . Ia mempunyai bentuk geometri biasa, kekisi kristal berterusan.

Contoh kristal tunggal semulajadi ialah berlian, delima, kristal batu, garam batu, Iceland spar, kuarza. Di bawah keadaan buatan, kristal tunggal diperoleh melalui proses penghabluran, apabila, dengan menyejukkan larutan atau mencairkan pada suhu tertentu, bahan pepejal dalam bentuk kristal diasingkan daripadanya. Dengan kadar penghabluran yang perlahan, potongan kristal tersebut mempunyai bentuk semula jadi. Dengan cara ini, di bawah keadaan perindustrian khas, kristal tunggal semikonduktor atau dielektrik diperolehi.

Hablur kecil bercantum secara rawak dipanggil polihablur . Contoh paling jelas bagi polikristal ialah batu granit. Semua logam juga polikristalin.

Anisotropi jasad kristal

Dalam kristal, zarah terletak dengan ketumpatan yang berbeza dalam arah yang berbeza. Jika kita menyambungkan atom dalam salah satu arah kekisi kristal dengan garis lurus, maka jarak antara mereka akan sama sepanjang arah ini. Dalam mana-mana arah lain, jarak antara atom juga tetap, tetapi nilainya mungkin sudah berbeza daripada jarak dalam kes sebelumnya. Ini bermakna daya interaksi dengan magnitud yang berbeza bertindak antara atom dalam arah yang berbeza. Oleh itu, sifat fizikal bahan dalam arah ini juga akan berbeza. Fenomena ini dipanggil anisotropi - pergantungan sifat jirim pada arah.

Kekonduksian elektrik, kekonduksian terma, keanjalan, indeks biasan dan sifat-sifat lain bahan kristal berbeza-beza bergantung pada arah dalam kristal. Arus elektrik dijalankan secara berbeza dalam arah yang berbeza, bahan dipanaskan secara berbeza, dan sinar cahaya dibiaskan secara berbeza.

Dalam polihablur fenomena anisotropi tidak diperhatikan. Sifat bahan kekal sama dalam semua arah.

Untuk apa sumber kita?

Matlamat utama tapak kami adalah untuk membantu murid dan pelajar yang menghadapi kesukaran menyelesaikan tugasan tertentu, atau yang terlepas sebarang topik sekolah. Sumber kami juga akan membantu ibu bapa pelajar yang menghadapi kesukaran menyemak kerja rumah anak-anak mereka.

Pada sumber kami, anda boleh mencari kerja rumah siap untuk mana-mana gred dari gred 1 hingga 11 dalam semua mata pelajaran akademik. Contohnya, anda boleh mencari GDZ dalam matematik, bahasa asing, fizik, biologi, kesusasteraan, dsb. Untuk melakukan ini, anda hanya perlu memilih kelas yang dikehendaki, subjek yang diperlukan dan buku kerja GDZ pengarang yang sesuai, selepas itu anda perlu mencari bahagian yang diperlukan dan mendapatkan jawapan kepada tugas yang diberikan. GD membolehkan anda menyemak tugas yang diberikan kepada pelajar dengan cepat di rumah, serta menyediakan kanak-kanak untuk ujian.

Bagaimana untuk mendapatkan A pada kerja rumah anda?

Untuk melakukan ini, anda perlu pergi ke sumber kami, di mana tugasan kerja rumah siap sedia untuk semua disiplin kurikulum sekolah dipaparkan. Pada masa yang sama, anda tidak perlu risau tentang kesilapan, kesilapan menaip dan kekurangan lain dalam GDZ, kerana semua manual yang diposkan dengan kami telah diperiksa oleh pakar yang berpengalaman. Semua jawapan kerja rumah adalah betul, jadi kami dengan yakin boleh mengatakan bahawa untuk mana-mana daripadanya anda akan mendapat A! Tetapi anda tidak sepatutnya menyalin segala-galanya ke dalam buku nota anda secara tidak sengaja, sebaliknya, anda perlu melakukan tugasan itu sendiri, kemudian menyemaknya dengan bantuan GDZ dan hanya selepas itu menulis semula mereka ke dalam salinan yang bersih. Ini akan membolehkan anda memperoleh pengetahuan yang diperlukan dan gred tinggi.

GDZ dalam talian

Kini tiada siapa yang menghadapi masalah untuk mengakses GDZ, kerana sumber Internet kami disesuaikan untuk semua peranti moden: PC, komputer riba, tablet dan telefon pintar yang mempunyai akses Internet. Sekarang, walaupun semasa rehat, anda boleh pergi ke tapak web kami dari telefon anda dan mengetahui jawapan kepada sebarang tugasan. Navigasi yang mudah dan pemuatan tapak yang pantas membolehkan anda mencari dan melihat GDZ secepat dan seselesa mungkin. Akses kepada sumber kami adalah percuma dan pendaftaran adalah sangat pantas.

GDZ program baharu

Kurikulum sekolah berubah secara berkala, jadi pelajar sentiasa memerlukan alat bantu mengajar, buku teks dan GD baharu. Pakar kami sentiasa memantau inovasi dan, selepas pelaksanaannya, segera menyiarkan buku teks dan GD baharu pada sumber supaya pengguna mempunyai edisi terkini yang tersedia. Sumber kami adalah sejenis perpustakaan untuk pelajar sekolah, yang mana-mana pelajar perlukan untuk belajar yang berjaya. Hampir setiap tahun kurikulum sekolah menjadi lebih kompleks, dengan mata pelajaran dan bahan baharu diperkenalkan. Belajar menjadi semakin sukar, tetapi laman web kami memudahkan kehidupan ibu bapa dan pelajar.

Bantuan untuk pelajar

Kami tidak lupa tentang kehidupan pelajar yang kompleks dan sibuk. Setiap tahun akademik baharu meningkatkan tahap pengetahuan, jadi tidak semua pelajar mampu menampung beban yang begitu tinggi. Kelas yang panjang, pelbagai abstrak, kerja makmal dan disertasi menduduki hampir semua masa lapang pelajar. Dengan bantuan laman web kami, mana-mana pelajar boleh menjadikan kehidupan seharian mereka lebih mudah. Untuk melakukan ini, hampir setiap hari pakar kami menyiarkan karya baharu di portal. Kini pelajar boleh mencari helaian tipu untuk sebarang tugas dengan kami, dan percuma sepenuhnya.

Kini anda tidak perlu membawa sejumlah besar buku teks ke sekolah setiap hari

Untuk menjaga murid sekolah, pakar kami telah menyiarkan semua buku teks sekolah di tapak web dalam domain awam. Oleh itu, hari ini mana-mana pelajar atau ibu bapa boleh menggunakannya, dan pelajar tidak lagi perlu menegangkan punggung mereka setiap hari dengan membawa buku teks yang berat ke sekolah. Ia cukup untuk memuat turun buku teks yang diperlukan ke tablet, telefon atau peranti moden anda yang lain, dan buku teks akan sentiasa bersama anda di mana-mana sahaja. Anda juga boleh membacanya dalam talian terus di tapak web - ia sangat selesa, pantas dan percuma sepenuhnya.

Karangan sekolah siap sedia

Sekiranya anda tiba-tiba dikehendaki menulis esei tentang sebuah buku, maka ingatlah bahawa di laman web kami, anda sentiasa boleh mencari sejumlah besar esei sekolah siap sedia yang ditulis oleh ahli kata-kata dan diluluskan oleh guru. Kami mengembangkan senarai esei setiap hari, menulis esei baharu tentang banyak topik dan mengambil kira cadangan pengguna. Ini membolehkan kami memenuhi keperluan harian semua warga sekolah.

Untuk penulisan esei bebas, kami telah menyediakan karya yang disingkatkan juga boleh dilihat dan dimuat turun di laman web. Mereka mengandungi makna utama karya sastera sekolah, yang secara signifikan mengurangkan kajian buku dan menjimatkan tenaga pelajar, yang dia perlukan untuk mempelajari subjek lain.

Pembentangan mengenai pelbagai topik

Jika anda perlu segera membuat pembentangan sekolah mengenai topik tertentu yang anda tidak tahu apa-apa, maka dengan bantuan laman web kami, anda boleh melakukannya. Kini anda tidak perlu menghabiskan banyak masa mencari imej, gambar, maklumat bercetak dan berunding mengenai topik dengan pakar, dsb., kerana sumber kami mencipta pembentangan berkualiti tinggi dengan kandungan multimedia mengenai sebarang topik. Pakar kami telah menyiarkan sejumlah besar pembentangan pengarang di tapak web, yang boleh dilihat dan dimuat turun secara percuma. Oleh itu, pembelajaran akan menjadi lebih mendidik dan selesa untuk anda, kerana anda akan mempunyai lebih banyak masa untuk berehat dan mata pelajaran lain.

Kelebihan kami:

* pangkalan data besar buku dan rekod awam;

* bahan dikemas kini setiap hari;

* akses daripada mana-mana alat moden;

* kami mengambil kira kehendak pengguna;

* kami menjadikan kehidupan murid, pelajar dan ibu bapa lebih bebas dan ceria.

Kami sentiasa menambah baik sumber kami untuk menjadikan kehidupan pengguna kami lebih selesa dan riang. Dengan bantuan gdz.host anda akan menjadi pelajar yang cemerlang, prospek yang hebat akan terbuka untuk anda dalam kehidupan dewasa. Akibatnya, ibu bapa anda akan berbangga dengan anda kerana anda akan menjadi contoh yang baik kepada semua orang.

Hablur pepejal boleh dianggap sebagai struktur tiga dimensi di mana struktur yang sama jelas berulang dalam semua arah. Bentuk kristal yang betul dari segi geometri adalah disebabkan oleh struktur dalaman yang teratur. Jika pusat tarikan ion atau molekul dalam kristal digambarkan sebagai titik, maka kita memperoleh taburan tetap tiga dimensi bagi titik tersebut, yang dipanggil kekisi kristal, dan titik itu sendiri adalah nod kekisi kristal. Bentuk luaran khusus kristal adalah akibat daripada struktur dalaman mereka, yang dikaitkan secara khusus dengan kekisi kristal.

Kekisi kristal ialah imej geometri khayalan untuk menganalisis struktur hablur, yang merupakan struktur rangkaian isipadu-ruang dalam nod yang terletaknya atom, ion atau molekul sesuatu bahan.

Untuk mencirikan kekisi kristal, parameter berikut digunakan:

kekisi kristal E cr [KJ/mol] ialah tenaga yang dibebaskan semasa pembentukan 1 mol hablur daripada zarah mikro (atom, molekul, ion) yang berada dalam keadaan gas dan dipisahkan antara satu sama lain pada jarak sedemikian sehingga kemungkinan interaksi dikecualikan.
Pemalar kekisi d ialah jarak terkecil antara pusat dua zarah di tapak kekisi hablur bersebelahan yang disambungkan oleh .
Nombor penyelarasan- bilangan zarah berdekatan yang mengelilingi zarah pusat di angkasa dan bergabung dengannya melalui ikatan kimia.

Asas kekisi kristal ialah sel unit, yang diulang dalam kristal dalam bilangan kali yang tidak terhingga.

Sel unit ialah unit struktur terkecil bagi kekisi kristal, yang mempamerkan semua sifat simetrinya.

Ringkasnya, sel unit boleh ditakrifkan sebagai sebahagian kecil kekisi kristal, yang masih mendedahkan ciri ciri kristalnya. Ciri-ciri sel unit diterangkan menggunakan tiga peraturan Brevet:

simetri sel unit mesti sepadan dengan simetri kekisi kristal;
sel unit mesti mempunyai bilangan maksimum tepi yang sama A,b, Dengan dan sudut yang sama di antara mereka a, b, g. ;
dengan syarat bahawa dua peraturan pertama dipenuhi, sel unit mesti menduduki volum minimum.

Untuk menerangkan bentuk kristal, sistem tiga paksi kristalografi digunakan a, b, c, yang berbeza daripada paksi koordinat biasa kerana ia adalah segmen dengan panjang tertentu, sudut antaranya a, b, g boleh sama ada lurus atau tidak langsung.

Model struktur kristal: a) kekisi kristal dengan sel unit yang diserlahkan; b) sel unit dengan sebutan sudut facet

Bentuk kristal dikaji oleh sains kristalografi geometri, salah satu peruntukan utamanya ialah undang-undang ketekalan sudut facet: untuk semua kristal bahan tertentu, sudut antara muka yang sepadan sentiasa kekal sama.

Jika anda mengambil sejumlah besar sel asas dan mengisi volum tertentu dengannya dengan ketat antara satu sama lain, mengekalkan keselarian muka dan tepi, maka kristal tunggal dengan struktur yang ideal terbentuk. Tetapi dalam praktiknya, selalunya terdapat polikristal di mana struktur biasa wujud dalam had tertentu, di mana orientasi keteraturan berubah secara mendadak.

Bergantung pada nisbah panjang tepi a, b, c dan sudut a, b, g antara muka sel unit, tujuh sistem dibezakan - apa yang dipanggil syngonies kristal. Walau bagaimanapun, sel asas juga boleh dibina sedemikian rupa sehingga ia mempunyai nod tambahan yang terletak di dalam isipadunya atau pada semua mukanya - kekisi tersebut masing-masing dipanggil berpusatkan badan dan berpusat muka. Jika nod tambahan hanya pada dua muka bertentangan (atas dan bawah), maka ia adalah kekisi berpusat asas. Dengan mengambil kira kemungkinan nod tambahan, terdapat sejumlah 14 jenis kekisi kristal.

Bentuk luaran dan ciri struktur dalaman kristal ditentukan oleh prinsip "pembungkusan" padat: yang paling stabil, dan oleh itu struktur yang paling mungkin adalah yang sepadan dengan susunan zarah yang paling padat dalam kristal dan dalam. yang tinggal ruang kosong terkecil.

Jenis kekisi kristal

Bergantung pada sifat zarah yang terkandung dalam nod kekisi kristal, serta pada sifat ikatan kimia di antara mereka, terdapat empat jenis utama kekisi kristal.

Kekisi ionik

Kekisi ionik dibina daripada ion tidak seperti yang terletak di tapak kekisi dan disambungkan oleh daya tarikan elektrostatik. Oleh itu, struktur kekisi kristal ionik harus memastikan neutraliti elektriknya. Ion boleh menjadi ringkas (Na +, Cl -) atau kompleks (NH 4 +, NO 3 -). Disebabkan ketidaktepuan dan tidak berarah ikatan ionik, kristal ionik dicirikan oleh nombor koordinasi yang besar. Oleh itu, dalam kristal NaCl, nombor koordinasi ion Na + dan Cl - ialah 6, dan ion Cs + dan Cl - dalam kristal CsCl ialah 8, kerana satu ion Cs + dikelilingi oleh lapan ion Cl -, dan setiap Cl - ion dikelilingi oleh lapan ion Cs, masing-masing + . Kisi kristal ionik dibentuk oleh sejumlah besar garam, oksida dan bes.

Contoh kekisi kristal ionik: a) NaCl; b) CsCl

Bahan dengan kisi kristal ionik mempunyai kekerasan yang agak tinggi, ia agak refraktori dan tidak meruap. Sebaliknya, sebatian ionik sangat rapuh, jadi walaupun anjakan kecil dalam kekisi kristal membawa ion bercas serupa lebih dekat antara satu sama lain, tolakan antara yang membawa kepada pemecahan ikatan ionik dan, sebagai akibatnya, kepada penampilan retakan. dalam kristal atau kemusnahannya. Dalam keadaan pepejal, bahan dengan kekisi kristal ionik adalah dielektrik dan tidak mengalirkan arus elektrik. Walau bagaimanapun, apabila dicairkan atau dilarutkan dalam pelarut polar, orientasi geometri yang betul bagi ion relatif antara satu sama lain terganggu, ikatan kimia mula-mula lemah dan kemudian dimusnahkan, dan oleh itu sifat juga berubah. Akibatnya, kedua-dua cair kristal ionik dan penyelesaiannya mula mengalirkan arus elektrik.

Kekisi atom

Kekisi ini dibina daripada atom yang bersambung antara satu sama lain. Mereka, seterusnya, dibahagikan kepada tiga jenis: struktur bingkai, berlapis dan rantai.

Struktur bingkai mempunyai, sebagai contoh, berlian - salah satu bahan yang paling sukar. Terima kasih kepada penghibridan sp 3 atom karbon, kekisi tiga dimensi dibina, yang terdiri secara eksklusif daripada atom karbon yang disambungkan oleh ikatan nonpolar kovalen, yang paksinya terletak pada sudut ikatan yang sama (109.5 o).

Struktur rangka kerja kekisi kristal atom berlian

Struktur berlapis boleh dianggap sebagai molekul dua dimensi yang besar. Struktur berlapis dicirikan oleh ikatan kovalen dalam setiap lapisan dan interaksi van der Waals yang lemah antara lapisan bersebelahan.

Struktur berlapis bagi kekisi hablur atom: a) CuCl 2 ; b) PbO. Sel unit diserlahkan pada model menggunakan garis besar parallelepiped

Contoh klasik bahan dengan struktur berlapis ialah grafit, di mana setiap atom karbon berada dalam keadaan hibridisasi sp 2 dan membentuk tiga ikatan-s kovalen dengan tiga atom C lain dalam satu satah Elektron valens keempat bagi setiap atom karbon tidak berhibrid, kerana ikatan van der Waals yang sangat lemah antara lapisan. Oleh itu, apabila daya yang kecil dikenakan, lapisan individu dengan mudah mula menggelongsor antara satu sama lain. Ini menerangkan, sebagai contoh, keupayaan grafit untuk menulis. Tidak seperti berlian, grafit mengalirkan elektrik dengan baik: di bawah pengaruh medan elektrik, elektron bukan setempat boleh bergerak di sepanjang satah lapisan, dan, sebaliknya, grafit hampir tidak mengalirkan arus elektrik dalam arah serenjang.

Struktur berlapis kekisi kristal atom grafit

Struktur rantai ciri, sebagai contoh, sulfur oksida (SO 3) n, cinnabar HgS, berilium klorida BeCl 2, serta banyak polimer amorf dan beberapa bahan silikat seperti asbestos.

Struktur rantai kekisi hablur atom HgS: a) unjuran sisi b) unjuran hadapan

Terdapat sedikit bahan dengan struktur atom kekisi kristal. Ini adalah, sebagai peraturan, bahan mudah yang dibentuk oleh unsur-unsur subkumpulan IIIA dan IVA (Si, Ge, B, C). Selalunya, sebatian dua bukan logam berbeza mempunyai kekisi atom, contohnya, beberapa polimorf kuarza (silikon oksida SiO 2) dan karborundum (silikon karbida SiC).

Semua kristal atom dibezakan oleh kekuatan tinggi, kekerasan, refraktori dan tidak larut dalam hampir mana-mana pelarut. Sifat-sifat ini disebabkan oleh kekuatan ikatan kovalen. Bahan dengan kekisi kristal atom mempunyai pelbagai kekonduksian elektrik daripada penebat dan semikonduktor kepada konduktor elektronik.

Kekisi kristal atom beberapa pengubahsuaian polimorfik karborundum - silikon karbida SiC

Kisi-kisi logam

Kekisi kristal ini mengandungi atom dan ion logam pada nod, di antara elektron yang biasa bagi kesemuanya (gas elektron) bergerak bebas, yang membentuk ikatan logam. Keanehan kekisi kristal logam ialah nombor koordinasinya yang besar (8-12), yang menunjukkan kepadatan pembungkusan atom logam yang ketara. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa "teras" atom, tanpa elektron luaran, terletak di angkasa seperti bola dengan jejari yang sama. Untuk logam, tiga jenis kekisi kristal paling kerap dijumpai: kubik berpusat muka dengan nombor koordinasi 12, padu berpusat badan dengan nombor koordinasi 8, dan heksagon, padat rapat dengan nombor koordinasi 12.

Ciri khas ikatan logam dan kekisi logam menentukan sifat penting logam seperti takat lebur yang tinggi, kekonduksian elektrik dan haba, kebolehtempaan, kemuluran dan kekerasan.

Kekisi hablur logam: a) padu berpusat badan (Fe, V, Nb, Cr) b) padu berpusat muka (Al, Ni, Ag, Cu, Au) c) heksagon (Ti, Zn, Mg, Cd)

Kekisi molekul

Kekisi kristal molekul mengandungi molekul pada nodnya yang disambungkan antara satu sama lain oleh daya antara molekul yang lemah—van der Waals atau ikatan hidrogen. Sebagai contoh, ais terdiri daripada molekul air yang dipegang dalam kekisi kristal oleh ikatan hidrogen. Jenis yang sama termasuk kekisi kristal dari banyak bahan yang dipindahkan ke keadaan pepejal, contohnya: bahan mudah H 2, O 2, N 2, O 3, P 4, S 8, halogen (F 2, Cl 2, Br 2, I 2 ), "ais kering" CO 2, semua gas mulia dan kebanyakan sebatian organik.

Kekisi hablur molekul: a) iodin I2; b) ais H2O

Oleh kerana daya interaksi antara molekul adalah lebih lemah daripada ikatan kovalen atau logam, kristal molekul mempunyai kekerasan yang sedikit; Ia boleh melebur dan meruap, tidak larut dalam dan tidak menunjukkan kekonduksian elektrik.

Pepejal wujud dalam keadaan hablur dan amorfus dan kebanyakannya berbentuk hablur. Ia dibezakan oleh lokasi zarah yang betul pada titik yang ditakrifkan dengan tepat, dicirikan oleh pengulangan berkala dalam kelantangan Jika anda menyambung secara mental titik-titik ini dengan garis lurus, kami mendapat rangka kerja spatial, yang dipanggil kekisi kristal. Konsep "kekisi kristal" merujuk kepada corak geometri yang menggambarkan periodicity tiga dimensi dalam susunan molekul (atom, ion) dalam ruang kristal.

Lokasi zarah dipanggil nod kekisi. Terdapat sambungan internodal di dalam bingkai. Jenis zarah dan sifat hubungan antara mereka: molekul, atom, ion menentukan sejumlah empat jenis: ionik, atom, molekul dan logam.

Jika ion (zarah dengan cas negatif atau positif) terletak di tapak kekisi, maka ini adalah kekisi kristal ionik, dicirikan oleh ikatan dengan nama yang sama.

Sambungan ini sangat kuat dan stabil. Oleh itu, bahan dengan struktur jenis ini mempunyai kekerasan dan ketumpatan yang agak tinggi, tidak meruap dan refraktori. Pada suhu rendah ia bertindak sebagai dielektrik. Walau bagaimanapun, apabila sebatian tersebut cair, kekisi kristal ionik yang betul secara geometri (susunan ion) terganggu dan ikatan kekuatan berkurangan.

Pada suhu yang hampir dengan takat lebur, kristal dengan ikatan ionik sudah mampu mengalirkan arus elektrik. Sebatian sedemikian mudah larut dalam air dan cecair lain yang terdiri daripada molekul polar.

Kekisi kristal ionik adalah ciri semua bahan dengan jenis ikatan ionik - garam, logam hidroksida, sebatian binari logam dengan bukan logam. tidak mempunyai arah dalam ruang, kerana setiap ion dikaitkan dengan beberapa counterion sekaligus, kekuatan interaksi bergantung pada jarak antara mereka (hukum Coulomb). Sebatian terikat ionik mempunyai struktur bukan molekul; ia adalah bahan pepejal dengan kekisi ionik, kekutuban tinggi, takat lebur dan didih yang tinggi, dan konduktif elektrik dalam larutan akueus. Sebatian dengan ikatan ionik boleh dikatakan tidak pernah ditemui dalam bentuk tulennya.

Kekisi kristal ionik adalah wujud dalam beberapa hidroksida dan oksida logam biasa, garam, i.e. bahan dengan ionik

Selain ikatan ionik, kristal mengandungi ikatan logam, molekul dan kovalen.

Kristal yang mempunyai ikatan kovalen adalah semikonduktor atau dielektrik. Contoh biasa bagi hablur atom ialah berlian, silikon dan germanium.

Berlian ialah mineral, pengubahsuaian kubik alotropik (bentuk) karbon. Kisi kristal berlian adalah atom dan sangat kompleks. Pada nod kekisi sedemikian terdapat atom yang disambungkan antara satu sama lain oleh ikatan kovalen yang sangat kuat. Berlian terdiri daripada atom karbon individu, disusun satu demi satu di tengah tetrahedron, yang bucunya ialah empat atom terdekat. Kekisi ini dicirikan oleh struktur kubik berpusat muka, yang menentukan kekerasan maksimum berlian dan takat lebur yang agak tinggi. Tiada molekul dalam kekisi berlian - dan kristal boleh dilihat sebagai satu molekul yang mengagumkan.

Di samping itu, ia adalah ciri silikon, boron pepejal, germanium dan sebatian unsur individu dengan silikon dan karbon (silika, kuarza, mika, pasir sungai, carborundum). Secara umum, terdapat sedikit wakil dengan kekisi atom.