વિવિધ સાથે પદાર્થોના ગલનબિંદુ વચ્ચે શું તફાવત છે... પદાર્થોની બિન-પરમાણુ રચના

પદાર્થનું ઘન સ્ફટિકીય અવસ્થામાંથી પ્રવાહીમાં સંક્રમણ કહેવાય છે પીગળવું. ઘન સ્ફટિકીય શરીરને ઓગળવા માટે, તેને ચોક્કસ તાપમાને ગરમ કરવું આવશ્યક છે, એટલે કે, ગરમી પૂરી પાડવી આવશ્યક છે.જે તાપમાને પદાર્થ પીગળે છે તે તાપમાન કહેવાય છેપદાર્થનો ગલનબિંદુ.

વિપરીત પ્રક્રિયા - પ્રવાહીમાંથી ઘન સ્થિતિમાં સંક્રમણ - જ્યારે તાપમાન ઘટે છે, એટલે કે, ગરમી દૂર થાય છે ત્યારે થાય છે. પ્રવાહીમાંથી ઘન અવસ્થામાં પદાર્થનું સંક્રમણ કહેવાય છેસખત , અથવા સ્ફટિકliization . તાપમાન કે જેના પર પદાર્થ સ્ફટિકીકરણ કરે છે તેને કહેવામાં આવે છેક્રિસ્ટલ તાપમાનટેન્શન્સ .

અનુભવ દર્શાવે છે કે કોઈપણ પદાર્થ સમાન તાપમાને સ્ફટિકીકરણ કરે છે અને પીગળે છે.

આકૃતિ તાપમાન નિર્ભરતાનો ગ્રાફ બતાવે છે સ્ફટિકીય શરીર(બરફ) ગરમ થવાના સમયથી (બિંદુથી એસીધા મુદ્દા પર ડી)અને ઠંડકનો સમય (બિંદુથી ડીસીધા મુદ્દા પર કે). તેના પર આડી અક્ષસમય કાવતરું કરવામાં આવે છે, અને તાપમાન ઊભી રીતે રચવામાં આવે છે.

આલેખ બતાવે છે કે પ્રક્રિયાનું નિરીક્ષણ તે ક્ષણથી શરૂ થયું હતું જ્યારે બરફનું તાપમાન -40 °C હતું, અથવા, જેમ તેઓ કહે છે, તાપમાન પ્રારંભિક ક્ષણસમય tશરૂઆત= -40 °C (બિંદુ એગ્રાફ પર). વધુ ગરમી સાથે, બરફનું તાપમાન વધે છે (ગ્રાફ પર આ વિભાગ છે એબી). તાપમાન 0 °C સુધી વધે છે - બરફનું ગલન તાપમાન. 0°C પર, બરફ ઓગળવાનું શરૂ કરે છે અને તેનું તાપમાન વધતું અટકે છે. સમગ્ર પીગળવાના સમય દરમિયાન (એટલે ​​​​કે જ્યાં સુધી બધો બરફ ઓગળવામાં ન આવે ત્યાં સુધી), બરફનું તાપમાન બદલાતું નથી, જો કે બર્નર બળવાનું ચાલુ રાખે છે અને તેથી, ગરમી પૂરી પાડવામાં આવે છે. ગલન પ્રક્રિયા ગ્રાફના આડી વિભાગને અનુરૂપ છે સૂર્ય . બધો બરફ ઓગળીને પાણીમાં ફેરવાઈ જાય પછી જ તાપમાન ફરી વધવાનું શરૂ થાય છે (વિભાગ સીડી). પાણીનું તાપમાન +40 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી પહોંચ્યા પછી, બર્નર ઓલવાઈ જાય છે અને પાણી ઠંડુ થવા લાગે છે, એટલે કે, ગરમી દૂર કરવામાં આવે છે (આ કરવા માટે, તમે બીજામાં પાણી સાથેનું વાસણ મૂકી શકો છો, બરફ સાથેના મોટા વાસણમાં). પાણીનું તાપમાન ઘટવાનું શરૂ થાય છે (વિભાગ ડી.ઇ). જ્યારે તાપમાન 0 °C સુધી પહોંચે છે, ત્યારે પાણીનું તાપમાન ઘટતું અટકે છે, તે હકીકત હોવા છતાં કે ગરમી હજુ પણ દૂર થઈ ગઈ છે. આ પાણીના સ્ફટિકીકરણની પ્રક્રિયા છે - બરફની રચના (આડો વિભાગ ઇ.એફ.). જ્યાં સુધી તમામ પાણી બરફમાં ફેરવાય નહીં ત્યાં સુધી તાપમાન બદલાશે નહીં. આ પછી જ બરફનું તાપમાન ઘટવાનું શરૂ થાય છે (વિભાગ FK).

ગણવામાં આવેલ ગ્રાફનો દેખાવ નીચે પ્રમાણે સમજાવવામાં આવ્યો છે. સ્થાન ચાલુ એબીપૂરી પાડવામાં આવતી ગરમીને લીધે, બરફના અણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા વધે છે, અને તેનું તાપમાન વધે છે. સ્થાન ચાલુ સૂર્યફ્લાસ્કના સમાવિષ્ટો દ્વારા પ્રાપ્ત થતી તમામ ઉર્જા બરફના સ્ફટિક જાળીના વિનાશ પર ખર્ચવામાં આવે છે: તેના પરમાણુઓની ક્રમબદ્ધ અવકાશી ગોઠવણીને અવ્યવસ્થિત દ્વારા બદલવામાં આવે છે, અણુઓ વચ્ચેનું અંતર બદલાય છે, એટલે કે. પરમાણુઓ એવી રીતે ગોઠવાય છે કે પદાર્થ પ્રવાહી બની જાય છે. અણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા બદલાતી નથી, તેથી તાપમાન યથાવત રહે છે. પીગળેલા બરફના પાણીના તાપમાનમાં વધુ વધારો (વિસ્તારમાં સીડી) એટલે બર્નર દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવતી ગરમીને કારણે પાણીના અણુઓની ગતિ ઊર્જામાં વધારો.

જ્યારે પાણી ઠંડુ થાય છે (વિભાગ ડી.ઇ) ઉર્જાનો ભાગ તેમાંથી છીનવી લેવામાં આવે છે, પાણીના અણુઓ નીચી ઝડપે આગળ વધે છે, તેમની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા ઘટી જાય છે - તાપમાન ઘટે છે, પાણી ઠંડુ થાય છે. 0°C પર (આડો વિભાગ ઇ.એફ.) અણુઓ લાઇનમાં આવવાનું શરૂ કરે છે ચોક્કસ ક્રમમાં, સ્ફટિક જાળી બનાવે છે. જ્યાં સુધી આ પ્રક્રિયા પૂર્ણ ન થાય ત્યાં સુધી, ગરમી દૂર કરવામાં આવી હોવા છતાં, પદાર્થનું તાપમાન બદલાશે નહીં, જેનો અર્થ છે કે જ્યારે ઘનતા થાય છે, ત્યારે પ્રવાહી (પાણી) ઊર્જા મુક્ત કરે છે. આ બરાબર ઊર્જા છે જે બરફ શોષી લે છે, પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે (વિભાગ સૂર્ય). પ્રવાહીની આંતરિક ઉર્જા તેના કરતા વધારે હોય છે નક્કર. ગલન (અને સ્ફટિકીકરણ) દરમિયાન, શરીરની આંતરિક ઊર્જા અચાનક બદલાય છે.

1650 ºС થી ઉપરના તાપમાને ઓગળતી ધાતુઓ કહેવાય છે પ્રત્યાવર્તન(ટાઈટેનિયમ, ક્રોમિયમ, મોલીબ્ડેનમ, વગેરે). ટંગસ્ટન તેમની વચ્ચે સૌથી વધુ ગલનબિંદુ ધરાવે છે - લગભગ 3400 ° સે. પ્રત્યાવર્તન ધાતુઓ અને તેમના સંયોજનોનો ઉપયોગ એરક્રાફ્ટ બાંધકામ, રોકેટના ઉત્પાદનમાં ગરમી-પ્રતિરોધક સામગ્રી તરીકે થાય છે. અવકાશ ટેકનોલોજી, પરમાણુ ઊર્જા.

ચાલો ફરી એકવાર ભારપૂર્વક જણાવીએ કે જ્યારે ગલન થાય છે, ત્યારે પદાર્થ ઊર્જાને શોષી લે છે. સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન, તેનાથી વિપરીત, તે તેને દૂર કરે છે પર્યાવરણ. સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન પ્રકાશિત ગરમીની ચોક્કસ માત્રા પ્રાપ્ત કરવાથી, માધ્યમ ગરમ થાય છે. આ ઘણા પક્ષીઓ માટે જાણીતું છે. કોઈ આશ્ચર્ય નથી કે તેઓ શિયાળામાં હિમવર્ષાવાળા હવામાનમાં નદીઓ અને તળાવોને આવરી લેતા બરફ પર બેસીને જોઈ શકાય છે. જ્યારે બરફ બને છે ત્યારે ઊર્જાના પ્રકાશનને કારણે, તેની ઉપરની હવા જંગલમાંના વૃક્ષો કરતાં ઘણી ડિગ્રી વધુ ગરમ હોય છે, અને પક્ષીઓ તેનો લાભ લે છે.

આકારહીન પદાર્થોનું ગલન.

ચોક્કસ ઉપલબ્ધતા ગલનબિંદુઓ- આ મહત્વપૂર્ણ સંકેતસ્ફટિકીય પદાર્થો. તે આ લક્ષણ દ્વારા છે કે તેઓ સરળતાથી અલગ કરી શકાય છે આકારહીન શરીર, જે ઘન તરીકે પણ વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. આમાં, ખાસ કરીને, કાચ, ખૂબ ચીકણું રેઝિન અને પ્લાસ્ટિકનો સમાવેશ થાય છે.

આકારહીન પદાર્થો(સ્ફટિકીય રાશિઓથી વિપરીત) પાસે ચોક્કસ ગલનબિંદુ નથી - તે ઓગળતા નથી, પરંતુ નરમ પડે છે. જ્યારે ગરમ થાય છે, કાચનો ટુકડો, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રથમ સખતમાંથી નરમ બને છે, તેને સરળતાથી વળાંક અથવા ખેંચી શકાય છે; ઊંચા તાપમાને, ભાગ તેના પોતાના ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ તેનો આકાર બદલવાનું શરૂ કરે છે. જેમ જેમ તે ગરમ થાય છે તેમ, જાડું ચીકણું સમૂહ તે જહાજનો આકાર લે છે જેમાં તે રહે છે. આ સમૂહ પ્રથમ જાડા હોય છે, મધની જેમ, પછી ખાટી ક્રીમની જેમ, અને અંતે તે પાણી જેટલું જ ઓછું સ્નિગ્ધતા પ્રવાહી બને છે. જો કે, અહીં ઘનનું પ્રવાહીમાં સંક્રમણનું ચોક્કસ તાપમાન સૂચવવું અશક્ય છે, કારણ કે તે અસ્તિત્વમાં નથી.

આના કારણો સ્ફટિકીય પદાર્થોની રચનાથી આકારહીન શરીરની રચનામાં મૂળભૂત તફાવતમાં આવેલા છે. આકારહીન શરીરમાં અણુઓ અવ્યવસ્થિત રીતે ગોઠવાય છે. આકારહીન શરીર તેમની રચનામાં પ્રવાહી જેવું લાગે છે. પહેલેથી જ ઘન કાચમાં, અણુઓ અવ્યવસ્થિત રીતે ગોઠવાયેલા છે. આનો અર્થ એ છે કે કાચનું તાપમાન વધવાથી તેના પરમાણુઓની સ્પંદનોની શ્રેણીમાં વધારો થાય છે, જે તેમને ધીમે ધીમે વધારે અને વધારે આપે છે. વધુ સ્વતંત્રતાચળવળ તેથી, કાચ ધીમે ધીમે નરમ થાય છે અને તીક્ષ્ણ "ઘન-પ્રવાહી" સંક્રમણનું પ્રદર્શન કરતું નથી, જે પરમાણુઓની ગોઠવણીમાંથી સંક્રમણની લાક્ષણિકતા છે. કડક ક્રમમાંઅવ્યવસ્થિત માટે.

ફ્યુઝનની ગરમી.

ગલન ની ગરમીતે ગરમીની માત્રા છે જે પદાર્થને જ્યારે આપવી જોઈએ સતત દબાણઅને સતત તાપમાન, સમાન તાપમાનતેને ઘન સ્ફટિકીય અવસ્થામાંથી પ્રવાહીમાં સંપૂર્ણપણે પરિવર્તિત કરવા માટે ગલન. ફ્યુઝનની ગરમી એ પ્રવાહી સ્થિતિમાંથી પદાર્થના સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન છોડવામાં આવતી ગરમીની માત્રા જેટલી હોય છે. ગલન દરમિયાન, પદાર્થને પૂરી પાડવામાં આવતી તમામ ગરમી તેના પરમાણુઓની સંભવિત ઊર્જાને વધારવા માટે જાય છે. ગતિ ઊર્જા બદલાતી નથી કારણ કે ગલન સતત તાપમાને થાય છે.

અનુભવી રીતે ગલનનો અભ્યાસ વિવિધ પદાર્થોસમાન સમૂહમાંથી, તમે જોઈ શકો છો કે તેને પ્રવાહીમાં ફેરવવા માટે તે લે છે વિવિધ માત્રામાંહૂંફ ઉદાહરણ તરીકે, એક કિલોગ્રામ બરફ ઓગળવા માટે, તમારે 332 J ઊર્જા ખર્ચવાની જરૂર છે, અને 1 કિલો સીસું ઓગળવા માટે - 25 kJ.

શરીર દ્વારા છોડવામાં આવતી ગરમીનું પ્રમાણ નકારાત્મક માનવામાં આવે છે. તેથી, જ્યારે સમૂહ સાથે પદાર્થના સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન પ્રકાશિત ગરમીની માત્રાની ગણતરી કરવામાં આવે છે m, તમારે સમાન સૂત્રનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ, પરંતુ ઓછા ચિહ્ન સાથે:

દહનની ગરમી.

દહનની ગરમી(અથવા કેલરી મૂલ્ય, કેલરી સામગ્રી) જ્યારે પ્રકાશિત થાય છે ત્યારે ગરમીનું પ્રમાણ છે સંપૂર્ણ દહનબળતણ

શરીરને ગરમ કરવા માટે, બળતણના દહન દરમિયાન છોડવામાં આવતી ઊર્જાનો વારંવાર ઉપયોગ થાય છે. પરંપરાગત બળતણ (કોલસો, તેલ, ગેસોલિન) કાર્બન ધરાવે છે. દહન દરમિયાન, કાર્બન અણુઓ હવામાં ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાઈને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પરમાણુઓ બનાવે છે. આ પરમાણુઓની ગતિ ઉર્જા મૂળ કણો કરતા વધારે હોવાનું બહાર આવ્યું છે. દહન દરમિયાન પરમાણુઓની ગતિ ઊર્જામાં વધારો ઊર્જા પ્રકાશન કહેવાય છે. બળતણના સંપૂર્ણ દહન દરમિયાન મુક્ત થતી ઊર્જા આ બળતણના દહનની ગરમી છે.

બળતણના દહનની ગરમી બળતણના પ્રકાર અને તેના સમૂહ પર આધારિત છે. કેવી રીતે વધુ માસબળતણ, તેથી વધુ જથ્થોતેના સંપૂર્ણ કમ્બશન દરમિયાન બહાર પડતી ગરમી.

1 કિલો વજનના બળતણના સંપૂર્ણ દહન દરમિયાન કેટલી ગરમી છોડવામાં આવે છે તે દર્શાવતી ભૌતિક માત્રા કહેવાય છે. બળતણના દહનની ચોક્કસ ગરમી.કમ્બશનની ચોક્કસ ગરમી અક્ષર દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છેqઅને કિલોગ્રામ (J/kg) દીઠ જ્યુલ્સમાં માપવામાં આવે છે.

ગરમીનો જથ્થો પ્રકમ્બશન દરમિયાન છોડવામાં આવે છે mબળતણનું કિલોગ્રામ સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

મનસ્વી સમૂહના બળતણના સંપૂર્ણ દહન દરમિયાન છોડવામાં આવતી ગરમીની માત્રા શોધવા માટે, તમારે જરૂર છે ચોક્કસ ગરમીઆ બળતણનું દહન તેના સમૂહ દ્વારા ગુણાકાર થાય છે.

પદાર્થનું માળખું માત્ર રાસાયણિક કણોમાં અણુઓની સંબંધિત ગોઠવણી દ્વારા જ નહીં, પણ અવકાશમાં આ રાસાયણિક કણોના સ્થાન દ્વારા પણ નક્કી કરવામાં આવે છે. અણુઓ, અણુઓ અને આયનોની સૌથી વધુ ક્રમબદ્ધ ગોઠવણી છે સ્ફટિકો(ગ્રીકમાંથી" ક્રિસ્ટલો" - બરફ), જ્યાં રાસાયણિક કણો (અણુઓ, પરમાણુઓ, આયનો) ચોક્કસ ક્રમમાં ગોઠવાય છે, અવકાશમાં સ્ફટિક જાળી બનાવે છે. રચનાની ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, તેઓ હોઈ શકે છે કુદરતી આકારયોગ્ય સપ્રમાણ પોલિહેડ્રા. સ્ફટિકીય સ્થિતિ કણોની ગોઠવણી અને સ્ફટિક જાળીની સપ્રમાણતામાં લાંબા-અંતરના ક્રમની હાજરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

આકારહીન સ્થિતિ માત્ર ટૂંકા-શ્રેણીના ઓર્ડરની હાજરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. સ્ટ્રક્ચર્સ આકારહીન પદાર્થોતેઓ પ્રવાહી જેવું લાગે છે, પરંતુ ઘણી ઓછી પ્રવાહીતા ધરાવે છે. આકારહીન સ્થિતિ સામાન્ય રીતે અસ્થિર હોય છે. યાંત્રિક લોડ અથવા તાપમાનના ફેરફારોના પ્રભાવ હેઠળ, આકારહીન સંસ્થાઓ સ્ફટિકીકરણ કરી શકે છે. પ્રતિક્રિયાશીલતામાં પદાર્થો આકારહીન સ્થિતિસ્ફટિકીય કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે.

આકારહીન પદાર્થો

મુખ્ય ચિહ્ન આકારહીન(ગ્રીકમાંથી" અમોર્ફોસ" - નિરાકાર) પદાર્થની સ્થિતિ - અણુની ગેરહાજરી અથવા મોલેક્યુલર જાળી, એટલે કે, સ્ફટિકીય સ્થિતિની લાક્ષણિકતા બંધારણની ત્રિ-પરિમાણીય સામયિકતા.

જ્યારે ઠંડુ થાય છે પ્રવાહી પદાર્થસ્ફટિકીકરણ હંમેશા થતું નથી. અમુક પરિસ્થિતિઓમાં, એક અસંતુલન ઘન આકારહીન (ચશ્માયુક્ત) અવસ્થા રચી શકે છે. કાચની સ્થિતિમાં સાદા પદાર્થો (કાર્બન, ફોસ્ફરસ, આર્સેનિક, સલ્ફર, સેલેનિયમ), ઓક્સાઇડ્સ (ઉદાહરણ તરીકે, બોરોન, સિલિકોન, ફોસ્ફરસ), હલાઇડ્સ, ચાલ્કોજેનાઇડ્સ અને ઘણા કાર્બનિક પોલિમર હોઈ શકે છે.

આ સ્થિતિમાં, પદાર્થ લાંબા સમય સુધી સ્થિર રહી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક જ્વાળામુખી ચશ્માની ઉંમર લાખો વર્ષ હોવાનો અંદાજ છે. શારીરિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોગ્લાસી આકારહીન સ્થિતિમાં રહેલા પદાર્થો સ્ફટિકીય પદાર્થના ગુણધર્મોથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ગ્લાસી જર્મેનિયમ ડાયોક્સાઇડ સ્ફટિકીય કરતાં રાસાયણિક રીતે વધુ સક્રિય છે. પ્રવાહી અને ઘન આકારહીન સ્થિતિના ગુણધર્મોમાં તફાવત કણોની થર્મલ ગતિની પ્રકૃતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: આકારહીન સ્થિતિમાં, કણો માત્ર કંપન માટે સક્ષમ હોય છે અને રોટેશનલ હલનચલન, પરંતુ પદાર્થ દ્વારા ખસેડી શકતા નથી.

એવા પદાર્થો છે જે આકારહીન અવસ્થામાં માત્ર ઘન સ્વરૂપમાં જ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. આ એકમોના અનિયમિત ક્રમ સાથે પોલિમરનો સંદર્ભ આપે છે.

આકારહીન શરીર આઇસોટ્રોપિક, એટલે કે, તેમના યાંત્રિક, ઓપ્ટિકલ, ઇલેક્ટ્રિકલ અને અન્ય ગુણધર્મો દિશા પર આધારિત નથી. આકારહીન સંસ્થાઓમાં નિશ્ચિત ગલનબિંદુ હોતું નથી: ગલન ચોક્કસ તાપમાન શ્રેણીમાં થાય છે. આકારહીન પદાર્થનું ઘનમાંથી પ્રવાહી સ્થિતિમાં સંક્રમણ ગુણધર્મોમાં અચાનક ફેરફાર સાથે નથી. ભૌતિક મોડેલઆકારહીન સ્થિતિ હજુ સુધી બનાવવામાં આવી નથી.

સ્ફટિકીય પદાર્થો

ઘન સ્ફટિકો- સમાન માળખાકીય તત્વની કડક પુનરાવર્તિતતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ ત્રિ-પરિમાણીય રચનાઓ ( એકમ કોષ) બધી દિશામાં. એકમ કોષ એ સ્ફટિકમાં પુનરાવર્તિત સમાંતર પાઈપના સ્વરૂપમાં સ્ફટિકનું સૌથી નાનું કદ છે. અનંત સંખ્યાએકવાર

ભૌમિતિક રીતે યોગ્ય ફોર્મસ્ફટિકો નક્કી કરવામાં આવે છે, સૌ પ્રથમ, તેમની સખત નિયમિત આંતરિક રચના દ્વારા. જો, સ્ફટિકમાં અણુઓ, આયનો અથવા પરમાણુઓને બદલે, આપણે આ કણોના ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રો તરીકે બિંદુઓને દર્શાવીએ છીએ, તો આપણને આવા બિંદુઓનું ત્રિ-પરિમાણીય નિયમિત વિતરણ મળે છે, જેને સ્ફટિક જાળી કહેવાય છે. પોઈન્ટ પોતાને કહેવામાં આવે છે ગાંઠોસ્ફટિક જાળી.

સ્ફટિક જાળીના પ્રકાર

સ્ફટિક જાળી કયા કણોથી બનેલી છે અને તેમની વચ્ચેના રાસાયણિક બંધનની પ્રકૃતિ શું છે તેના આધારે, ત્યાં છે વિવિધ પ્રકારોસ્ફટિકો

આયનીય સ્ફટિકો કેશન અને આયન (ઉદાહરણ તરીકે, મોટાભાગની ધાતુઓના ક્ષાર અને હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ) દ્વારા રચાય છે. તેમાં કણો વચ્ચે આયનીય બંધન હોય છે.

આયોનિક સ્ફટિકો સમાવી શકે છે મોનોટોમિકઆયનો આ રીતે સ્ફટિકો બાંધવામાં આવે છે સોડિયમ ક્લોરાઇડ, પોટેશિયમ આયોડાઈડ, કેલ્શિયમ ફ્લોરાઈડ.
મોનોટોમિક મેટલ કેશન્સ અને પોલિઆટોમિક આયન, ઉદાહરણ તરીકે, નાઈટ્રેટ આયન NO 3 −, સલ્ફેટ આયન SO 4 2−, કાર્બોનેટ આયન CO 3 2−, ઘણા ક્ષારના આયનીય સ્ફટિકોની રચનામાં ભાગ લે છે.

આયનીય સ્ફટિકમાં એકલ અણુઓને અલગ પાડવું અશક્ય છે. દરેક કેશન પ્રત્યેક આયન તરફ આકર્ષાય છે અને અન્ય કેશન દ્વારા ભગાડવામાં આવે છે. સમગ્ર સ્ફટિકને એક વિશાળ પરમાણુ ગણી શકાય. આવા પરમાણુનું કદ મર્યાદિત નથી, કારણ કે તે નવા કેશન અને આયનોને ઉમેરીને વૃદ્ધિ કરી શકે છે.

મોટાભાગના આયનીય સંયોજનો એક માળખાકીય પ્રકારમાં સ્ફટિકીકરણ કરે છે, જે સંકલન સંખ્યાના મૂલ્યમાં એકબીજાથી અલગ પડે છે, એટલે કે આપેલ આયન (4, 6 અથવા 8) ની આસપાસ પડોશીઓની સંખ્યા. સાથે આયનીય સંયોજનો માટે સમાન સંખ્યા cations અને anions, સ્ફટિક જાળીના ચાર મુખ્ય પ્રકારો જાણીતા છે: સોડિયમ ક્લોરાઇડ (બંને આયનોની સંકલન સંખ્યા 6 છે), સીઝિયમ ક્લોરાઇડ (બંને આયનોની સંકલન સંખ્યા 8 છે), સ્ફાલેરાઇટ અને વુર્ટઝાઇટ (બંને માળખાકીય પ્રકારો દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. કેશન અને આયનોની સમન્વય સંખ્યા 4). જો કેશનની સંખ્યા બમણી થાય ઓછી સંખ્યા anions, તો પછી cations ની સંકલન સંખ્યા આયનોની સંકલન સંખ્યા કરતા બમણી હોવી જોઈએ. આ કિસ્સામાં, તેઓ અમલમાં મૂકવામાં આવે છે માળખાકીય પ્રકારોફ્લોરાઇટ ( સંકલન નંબરો 8 અને 4), રૂટાઇલ (સંકલન નંબર 6 અને 3), ક્રિસ્ટોબાલાઇટ (સંકલન નંબર 4 અને 2).

સામાન્ય રીતે આયનીય સ્ફટિકો સખત પરંતુ બરડ હોય છે. તેમની નાજુકતા એ હકીકતને કારણે છે કે સ્ફટિકના સહેજ વિરૂપતા સાથે પણ, કેશન્સ અને આયનોને એવી રીતે વિસ્થાપિત કરવામાં આવે છે કે વચ્ચેની પ્રતિકૂળ દળો. સમાન નામના આયનોકેશન અને આયનોની વચ્ચેના આકર્ષક દળો પર પ્રભુત્વ મેળવવાનું શરૂ કરે છે અને સ્ફટિક તૂટી જાય છે.

આયનીય સ્ફટિકોમાં ઉચ્ચ ગલનબિંદુ હોય છે. પીગળેલી સ્થિતિમાં, પદાર્થો જે આયનીય સ્ફટિકો બનાવે છે તે વિદ્યુત વાહક હોય છે. જ્યારે પાણીમાં ઓગળવામાં આવે છે, ત્યારે આ પદાર્થો કેશન અને આયનોમાં વિભાજિત થાય છે, અને પરિણામી ઉકેલો ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું સંચાલન કરે છે.

ધ્રુવીય દ્રાવકોમાં ઉચ્ચ દ્રાવ્યતા, સાથે ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક વિયોજનએ હકીકતને કારણે છે કે ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક ε સાથે દ્રાવક વાતાવરણમાં આયનો વચ્ચે આકર્ષણની ઊર્જા ઘટે છે. ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકપાણી શૂન્યાવકાશ કરતાં 82 ગણું વધારે છે (શરતી રીતે આયનીય સ્ફટિકમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે), આયનો વચ્ચેનું આકર્ષણ જલીય દ્રાવણ. આયનોના ઉકેલ દ્વારા અસરમાં વધારો થાય છે.

અણુ સ્ફટિકો સંયુક્ત વ્યક્તિગત અણુઓથી બનેલા છે સહસંયોજક બોન્ડ. સરળ પદાર્થોમાંથી, ફક્ત બોરોન અને જૂથ IVA તત્વોમાં આવા સ્ફટિક જાળી હોય છે. ઘણીવાર, બિન-ધાતુઓના સંયોજનો એકબીજા સાથે (ઉદાહરણ તરીકે, સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ) પણ અણુ સ્ફટિકો બનાવે છે.

આયનીય સ્ફટિકોની જેમ, અણુ સ્ફટિકોને વિશાળ પરમાણુ ગણી શકાય. તેઓ ખૂબ જ ટકાઉ અને સખત હોય છે, અને ગરમી અને વીજળી સારી રીતે ચલાવતા નથી. અણુ ક્રિસ્ટલ જાળી ધરાવતા પદાર્થો ઊંચા તાપમાને ઓગળે છે. તેઓ કોઈપણ દ્રાવકમાં વ્યવહારીક રીતે અદ્રાવ્ય હોય છે. તેઓ ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

મોલેક્યુલર સ્ફટિકો વ્યક્તિગત પરમાણુઓમાંથી બનાવવામાં આવે છે, જેની અંદર અણુઓ સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. નબળા દળો પરમાણુઓ વચ્ચે કાર્ય કરે છે આંતરપરમાણુ બળો. તેઓ સરળતાથી નાશ પામે છે, તેથી પરમાણુ સ્ફટિકો ધરાવે છે નીચા તાપમાનગલન, ઓછી કઠિનતા, ઉચ્ચ અસ્થિરતા. પરમાણુ સ્ફટિક જાળીઓ બનાવે છે તે પદાર્થો નથી વિદ્યુત વાહકતા, તેમના ઉકેલો અને પીગળે પણ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું સંચાલન કરતા નથી.

પડોશી અણુઓના સકારાત્મક ચાર્જ ન્યુક્લી સાથે એક પરમાણુના નકારાત્મક ચાર્જવાળા ઈલેક્ટ્રોનની ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે આંતરપરમાણુ બળો ઉદ્ભવે છે. આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની શક્તિ ઘણા પરિબળોથી પ્રભાવિત છે. તેમની વચ્ચે સૌથી મહત્વપૂર્ણ હાજરી છે ધ્રુવીય બોન્ડ, એટલે કે, એક અણુથી બીજા પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની ઘનતામાં ફેરફાર. વધુમાં, સાથે પરમાણુઓ વચ્ચે આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ વધુ મજબૂત છે મોટી સંખ્યામાંઇલેક્ટ્રોન

મોટાભાગના બિનધાતુઓ સરળ પદાર્થોના સ્વરૂપમાં (ઉદાહરણ તરીકે, આયોડિન I 2, આર્ગોન Ar, સલ્ફર S 8) અને એકબીજા સાથે સંયોજનો (ઉદાહરણ તરીકે, પાણી, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ), તેમજ લગભગ તમામ ઘન કાર્બનિક પદાર્થમોલેક્યુલર સ્ફટિકો બનાવે છે.

ધાતુઓ મેટાલિક ક્રિસ્ટલ જાળી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. તેમાં અણુઓ વચ્ચે મેટાલિક બોન્ડ હોય છે. ધાતુના સ્ફટિકોમાં, અણુઓના મધ્યવર્તી કેન્દ્ર એવી રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે કે તેમનું પેકિંગ શક્ય તેટલું ગાઢ હોય. આવા સ્ફટિકોમાં બંધન ડિલોકલાઈઝ્ડ હોય છે અને સમગ્ર સ્ફટિકમાં વિસ્તરે છે. ધાતુના સ્ફટિકોમાં ઉચ્ચ વિદ્યુત અને થર્મલ વાહકતા, ધાતુની ચમક અને અસ્પષ્ટતા અને સરળ વિકૃતિતા હોય છે.

ક્રિસ્ટલ જાળીનું વર્ગીકરણ મર્યાદિત કેસોને અનુરૂપ છે. મોટા ભાગના સ્ફટિકો અકાર્બનિક પદાર્થોમધ્યવર્તી પ્રકારોથી સંબંધિત છે - સહસંયોજક-આયોનિક, મોલેક્યુલર-સહસંયોજક, વગેરે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્ફટિકમાં ગ્રેફાઇટદરેક સ્તરની અંદર, બોન્ડ સહસંયોજક-ધાતુ હોય છે, અને સ્તરો વચ્ચે તેઓ આંતરપરમાણુ હોય છે.

આઇસોમોર્ફિઝમ અને પોલીમોર્ફિઝમ

ઘણા સ્ફટિકીય પદાર્થોસમાન બંધારણો ધરાવે છે. તે જ સમયે, સમાન પદાર્થ વિવિધ સ્ફટિક રચનાઓ બનાવી શકે છે. આ ઘટનામાં પ્રતિબિંબિત થાય છે આઇસોમોર્ફિઝમઅને પોલીમોર્ફિઝમ.

આઇસોમોર્ફિઝમઅણુઓ, આયનો અથવા પરમાણુઓની સ્ફટિક રચનાઓમાં એકબીજાને બદલવાની ક્ષમતામાં રહેલી છે. આ શબ્દ (ગ્રીકમાંથી " isos"- સમાન અને" મોર્ફે" - ફોર્મ) 1819 માં ઇ. મિશેરલિચ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું. આઇસોમોર્ફિઝમનો કાયદો 1821 માં ઇ. મિશેરલિચ દ્વારા આ રીતે ઘડવામાં આવ્યો હતો: "સમાન સંખ્યામાં અણુઓ, સમાન રીતે જોડાયેલા, સમાન સ્ફટિકીય સ્વરૂપો આપે છે; આ કિસ્સામાં, સ્ફટિકીય સ્વરૂપ પર આધાર રાખતું નથી રાસાયણિક પ્રકૃતિઅણુઓ, પરંતુ માત્ર તેમની સંખ્યા અને સંબંધિત સ્થિતિ દ્વારા નક્કી થાય છે."

માં કામ કરે છે રાસાયણિક પ્રયોગશાળા બર્લિન યુનિવર્સિટી, મિશેર્લિચે લીડ, બેરિયમ અને સ્ટ્રોન્ટીયમ સલ્ફેટ્સના સ્ફટિકોની સંપૂર્ણ સમાનતા અને અન્ય ઘણા પદાર્થોના સ્ફટિકીય સ્વરૂપોની સમાનતા તરફ ધ્યાન દોર્યું. તેમના અવલોકનોએ પ્રખ્યાત સ્વીડિશ રસાયણશાસ્ત્રી જે.-યાનું ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું. બર્ઝેલિયસ, જેમણે સૂચવ્યું હતું કે મિત્શેર્લિચ ફોસ્ફોરિક અને આર્સેનિક એસિડના સંયોજનોના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને અવલોકન કરેલ પેટર્નની પુષ્ટિ કરે છે. અભ્યાસના પરિણામ સ્વરૂપે, એવું નિષ્કર્ષ કાઢવામાં આવ્યું હતું કે "ક્ષારની બે શ્રેણી માત્ર તેમાં જ અલગ પડે છે જેમાં એક એસિડ રેડિકલ તરીકે આર્સેનિક ધરાવે છે અને બીજામાં ફોસ્ફરસ હોય છે." મિશેર્લિચની શોધે ખૂબ જ ટૂંક સમયમાં ખનિજશાસ્ત્રીઓનું ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું, જેમણે ખનિજોમાં તત્વોના આઇસોમોર્ફિક અવેજીની સમસ્યા પર સંશોધન શરૂ કર્યું.

આઇસોમોર્ફિઝમ માટે સંવેદનશીલ પદાર્થોના સંયુક્ત સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન ( આઇસોમોર્ફિકપદાર્થો), મિશ્ર સ્ફટિકો (આઇસોમોર્ફિક મિશ્રણ) રચાય છે. આ ફક્ત ત્યારે જ શક્ય છે જ્યારે એકબીજાને બદલી રહેલા કણો કદમાં થોડો અલગ હોય (15% કરતા વધુ નહીં). વધુમાં, આઇસોમોર્ફિક પદાર્થોમાં અણુઓ અથવા આયનોની સમાન અવકાશી વ્યવસ્થા હોવી જોઈએ અને તેથી, બાહ્ય આકારમાં સમાન સ્ફટિકો. આવા પદાર્થોમાં, ઉદાહરણ તરીકે, ફટકડીનો સમાવેશ થાય છે. પોટેશિયમ ફટકડીના સ્ફટિકોમાં KAl(SO 4) 2 . 12H 2 O પોટેશિયમ કેશન્સ આંશિક રીતે અથવા સંપૂર્ણ રીતે રુબિડિયમ અથવા એમોનિયમ કેશન્સ અને એલ્યુમિનિયમ કેશન્સ ક્રોમિયમ(III) અથવા આયર્ન(III) કેશન્સ દ્વારા બદલી શકાય છે.

આઇસોમોર્ફિઝમ પ્રકૃતિમાં વ્યાપક છે. મોટા ભાગના ખનિજો જટિલના આઇસોમોર્ફિક મિશ્રણો છે ચલ રચના. ઉદાહરણ તરીકે, ખનિજ સ્ફાલેરાઇટ ZnS માં, 20% સુધી ઝિંક પરમાણુ લોખંડના અણુઓ દ્વારા બદલી શકાય છે (જ્યારે ZnS અને FeS અલગ-અલગ ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચર ધરાવે છે). આઇસોમોર્ફિઝમ દુર્લભ અને ટ્રેસ તત્વોના ભૌગોલિક રાસાયણિક વર્તણૂક સાથે સંકળાયેલું છે, તેમાં તેમનું વિતરણ ખડકોઅને અયસ્ક, જ્યાં તેઓ આઇસોમોર્ફિક અશુદ્ધિઓના સ્વરૂપમાં સમાયેલ છે.

આઇસોમોર્ફિક અવેજી ઘણા નક્કી કરે છે ફાયદાકારક લક્ષણો કૃત્રિમ સામગ્રી આધુનિક ટેકનોલોજી- સેમિકન્ડક્ટર્સ, ફેરોમેગ્નેટ, લેસર સામગ્રી.

ઘણા પદાર્થો સ્ફટિકીય સ્વરૂપો બનાવી શકે છે જે ધરાવે છે અલગ માળખુંઅને ગુણધર્મો, પરંતુ સમાન રચના ( પોલીમોર્ફિકફેરફારો). પોલીમોર્ફિઝમ- ઘન પદાર્થોની ક્ષમતા અને પ્રવાહી સ્ફટિકોસમાન રાસાયણિક રચના સાથે વિવિધ સ્ફટિક રચનાઓ અને ગુણધર્મો સાથે બે અથવા વધુ સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. આ શબ્દ ગ્રીકમાંથી આવ્યો છે " પોલીમોર્ફોસ"- વૈવિધ્યસભર. એમ. ક્લાપ્રોથ દ્વારા પોલીમોર્ફિઝમની ઘટનાની શોધ કરવામાં આવી હતી, જેમણે 1798 માં શોધી કાઢ્યું હતું કે બે અલગ અલગ ખનિજો - કેલ્સાઇટ અને એરાગોનાઇટ - સમાન છે. રાસાયણિક રચના CaCO 3

સાદા પદાર્થોના પોલીમોર્ફિઝમને સામાન્ય રીતે એલોટ્રોપી કહેવામાં આવે છે, જ્યારે તે જ સમયે પોલીમોર્ફિઝમનો ખ્યાલ બિન-સ્ફટિકને લાગુ પડતો નથી. એલોટ્રોપિક સ્વરૂપો(ઉદાહરણ તરીકે, વાયુયુક્ત O 2 અને O 3). લાક્ષણિક ઉદાહરણપોલીમોર્ફિક સ્વરૂપો - કાર્બનના ફેરફારો (હીરા, લોન્સડેલાઇટ, ગ્રેફાઇટ, કાર્બાઇન્સ અને ફુલરેન્સ), જે ગુણધર્મોમાં તીવ્રપણે અલગ પડે છે. કાર્બનના અસ્તિત્વનું સૌથી સ્થિર સ્વરૂપ ગ્રેફાઇટ છે, જો કે, સામાન્ય સ્થિતિમાં તેના અન્ય ફેરફારો અનિશ્ચિત સમય સુધી ચાલુ રહી શકે છે. ઊંચા તાપમાને તેઓ ગ્રેફાઇટમાં ફેરવાય છે. હીરાના કિસ્સામાં, જ્યારે ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં 1000 o C થી ઉપર ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે આ થાય છે. વિપરીત સંક્રમણ પ્રાપ્ત કરવું વધુ મુશ્કેલ છે. માત્ર ઉચ્ચ તાપમાન જ જરૂરી નથી (1200-1600 o C), પણ પ્રચંડ દબાણ - 100 હજાર વાતાવરણ સુધી. પીગળેલી ધાતુઓ (આયર્ન, કોબાલ્ટ, ક્રોમિયમ અને અન્ય) ની હાજરીમાં હીરામાં ગ્રેફાઇટનું રૂપાંતર સરળ છે.

પરમાણુ સ્ફટિકોના કિસ્સામાં, પોલીમોર્ફિઝમ સ્ફટિકમાં પરમાણુઓના વિવિધ પેકિંગમાં અથવા અણુઓના આકારમાં ફેરફારમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે, અને આયનીય સ્ફટિકો- વિવિધ માં સંબંધિત સ્થિતિ cations અને anions. કેટલાક સરળ છે અને જટિલ પદાર્થોબે કરતાં વધુ પોલીમોર્ફિક ફેરફારો છે. ઉદાહરણ તરીકે, સિલિકોન ડાયોક્સાઇડમાં દસ ફેરફારો છે, કેલ્શિયમ ફ્લોરાઈડ - છ, એમોનિયમ નાઈટ્રેટ - ચાર. પોલીમોર્ફિક ફેરફારો સામાન્ય રીતે સૂચવવામાં આવે છે ગ્રીક અક્ષરોα, β, γ, δ, ε,... ફેરફારોથી શરૂ થાય છે જે નીચા તાપમાને સ્થિર હોય છે.

જ્યારે વરાળમાંથી સ્ફટિકીકરણ કરવામાં આવે છે, દ્રાવણ અથવા પદાર્થને પીગળવામાં આવે છે જેમાં અનેક પોલીમોર્ફિક ફેરફારો હોય છે, ત્યારે આપેલ પરિસ્થિતિઓમાં ઓછા સ્થિર હોય તેવા ફેરફારની રચના થાય છે, જે પછી વધુ સ્થિરમાં ફેરવાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ફોસ્ફરસ વરાળ ઘટ્ટ થાય છે, ત્યારે તે રચાય છે સફેદ ફોસ્ફરસ, જે સામાન્ય સ્થિતિમાં ધીમે ધીમે, પરંતુ જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે ઝડપથી લાલ ફોસ્ફરસમાં ફેરવાય છે. જ્યારે લીડ હાઇડ્રોક્સાઇડ નિર્જલીકૃત થાય છે, ત્યારે પ્રથમ (આશરે 70 o C) પીળો β-PbO, જે નીચા તાપમાને ઓછો સ્થિર હોય છે, લગભગ 100 o C પર તે લાલ α-PbO માં ફેરવાય છે, અને 540 o C પર તે ફેરવાય છે; પાછા β-PbO માં.

એક પોલીમોર્ફથી બીજામાં સંક્રમણને પોલીમોર્ફિક ટ્રાન્સફોર્મેશન કહે છે. આ સંક્રમણો ત્યારે થાય છે જ્યારે તાપમાન અથવા દબાણ બદલાય છે અને તેની સાથે ગુણધર્મોમાં અચાનક ફેરફાર થાય છે.

એક ફેરફારથી બીજામાં સંક્રમણની પ્રક્રિયા ઉલટાવી શકાય તેવું અથવા ઉલટાવી શકાય તેવું હોઈ શકે છે. આમ, જ્યારે BN (બોરોન નાઇટ્રાઇડ) રચનાના સફેદ નરમ ગ્રેફાઇટ-જેવા પદાર્થને 1500-1800 o C તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે અને કેટલાક દસ વાતાવરણના દબાણથી, તેનું ઉચ્ચ-તાપમાન ફેરફાર રચાય છે - બોરાઝોન, કઠિનતામાં હીરાની નજીક. જ્યારે તાપમાન અને દબાણ સામાન્ય પરિસ્થિતિઓને અનુરૂપ મૂલ્યો સુધી ઘટાડવામાં આવે છે, ત્યારે બોરાઝોન તેની રચના જાળવી રાખે છે. ઉલટાવી શકાય તેવું સંક્રમણનું ઉદાહરણ છે પરસ્પર પરિવર્તનો 95 o C પર સલ્ફરના બે ફેરફારો (ઓર્થોહોમ્બિક અને મોનોક્લીનિક)

પોલીમોર્ફિક પરિવર્તન બંધારણમાં નોંધપાત્ર ફેરફારો વિના થઈ શકે છે. ક્યારેક બદલો સ્ફટિક માળખુંસંપૂર્ણપણે ગેરહાજર છે, ઉદાહરણ તરીકે, 769 o C પર α-Fe થી β-Fe ના સંક્રમણ દરમિયાન, આયર્નનું માળખું બદલાતું નથી, પરંતુ તેના ફેરોમેગ્નેટિક ગુણધર્મો અદૃશ્ય થઈ જાય છે.

જેમ આપણે પહેલેથી જ જાણીએ છીએ, એક પદાર્થ ત્રણમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે એકત્રીકરણની સ્થિતિઓ: વાયુયુક્ત, સખતઅને પ્રવાહી. ઓક્સિજન, જે સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં હોય છે, -194 ° સે તાપમાને વાદળી પ્રવાહીમાં રૂપાંતરિત થાય છે, અને -218.8 ° સે તાપમાને તે વાદળી સ્ફટિકો સાથે બરફ જેવા સમૂહમાં ફેરવાય છે.

ઘન સ્થિતિમાં પદાર્થના અસ્તિત્વ માટે તાપમાનની શ્રેણી ઉકળતા અને ગલનબિંદુઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ઘન છે સ્ફટિકીયઅને આકારહીન.

યુ આકારહીન પદાર્થોત્યાં કોઈ નિશ્ચિત ગલનબિંદુ નથી - જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે તેઓ ધીમે ધીમે નરમ થાય છે અને પ્રવાહી સ્થિતિમાં ફેરવાય છે. આ સ્થિતિમાં, ઉદાહરણ તરીકે, વિવિધ રેઝિન અને પ્લાસ્ટિસિન જોવા મળે છે.

સ્ફટિકીય પદાર્થોતેઓ સમાવિષ્ટ કણોની નિયમિત ગોઠવણી દ્વારા અલગ પડે છે: અણુઓ, પરમાણુઓ અને આયનો, અવકાશમાં સખત રીતે નિર્ધારિત બિંદુઓ પર. જ્યારે આ બિંદુઓ સીધી રેખાઓ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે, ત્યારે અવકાશી માળખું બનાવવામાં આવે છે, તેને સ્ફટિક જાળી કહેવામાં આવે છે. જે બિંદુઓ પર ક્રિસ્ટલ કણો સ્થિત છે તેને કહેવામાં આવે છે જાળી ગાંઠો.

અમે કલ્પના કરીએ છીએ તે જાળીના ગાંઠોમાં આયનો, અણુઓ અને પરમાણુઓ હોઈ શકે છે. આ કણો કરે છે ઓસીલેટરી હલનચલન. જ્યારે તાપમાન વધે છે, ત્યારે આ વધઘટની શ્રેણી પણ વધે છે, જે તરફ દોરી જાય છે થર્મલ વિસ્તરણટેલ

ક્રિસ્ટલ જાળીના ગાંઠો પર સ્થિત કણોના પ્રકાર અને તેમની વચ્ચેના જોડાણની પ્રકૃતિના આધારે, ચાર પ્રકારના સ્ફટિક જાળીઓને અલગ પાડવામાં આવે છે: આયનીય, અણુ, પરમાણુઅને ધાતુ.

આયોનિકઆને ક્રિસ્ટલ જાળી કહેવામાં આવે છે જેમાં આયનો ગાંઠો પર સ્થિત હોય છે. તેઓ આયનીય બોન્ડ સાથેના પદાર્થો દ્વારા રચાય છે, જે બંને સાદા આયનો Na+, Cl- અને જટિલ SO24-, OH- ને બાંધી શકે છે. આમ, આયનીય સ્ફટિક જાળીમાં ક્ષાર, કેટલાક ઓક્સાઇડ અને ધાતુના હાઇડ્રોક્સિલ્સ હોય છે, એટલે કે. તે પદાર્થો જેમાં આયનીય રાસાયણિક બોન્ડ અસ્તિત્વમાં છે. સોડિયમ ક્લોરાઇડ સ્ફટિકને ધ્યાનમાં લો, તેમાં હકારાત્મક રીતે વૈકલ્પિક Na+ અને નકારાત્મક CL- આયનોનો સમાવેશ થાય છે, તેઓ એક સાથે ઘન આકારની જાળી બનાવે છે. આવા સ્ફટિકમાં આયનો વચ્ચેના બોન્ડ અત્યંત સ્થિર હોય છે. આને કારણે, આયનીય જાળીવાળા પદાર્થો પ્રમાણમાં ઊંચી શક્તિ અને કઠિનતા ધરાવે છે;

અણુક્રિસ્ટલ જાળીઓ તે સ્ફટિક જાળીઓ છે જેના ગાંઠોમાં ત્યાં છે વ્યક્તિગત અણુઓ. આવા જાળીઓમાં, અણુઓ એકબીજા સાથે ખૂબ જ મજબૂત સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, હીરા એમાંથી એક છે એલોટ્રોપિક ફેરફારોકાર્બન

અણુ સ્ફટિક જાળીવાળા પદાર્થો પ્રકૃતિમાં ખૂબ સામાન્ય નથી. આમાં સ્ફટિકીય બોરોન, સિલિકોન અને જર્મેનિયમ, તેમજ જટિલ પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે સિલિકોન (IV) ઓક્સાઇડ ધરાવતાં - SiO 2: સિલિકા, ક્વાર્ટઝ, રેતી, રોક ક્રિસ્ટલ.

અણુ સ્ફટિક જાળીવાળા મોટા ભાગના પદાર્થો ખૂબ જ ધરાવે છે ઉચ્ચ તાપમાનગલન (હીરા માટે તે 3500 ° સે કરતાં વધી જાય છે), આવા પદાર્થો મજબૂત અને સખત, વ્યવહારીક રીતે અદ્રાવ્ય હોય છે.

મોલેક્યુલરઆને સ્ફટિક જાળી કહેવામાં આવે છે જેમાં પરમાણુઓ ગાંઠો પર સ્થિત હોય છે. આ અણુઓમાં રાસાયણિક બોન્ડ ધ્રુવીય (HCl, H 2 0) અથવા બિન-ધ્રુવીય (N 2, O 3) પણ હોઈ શકે છે. અને જો કે પરમાણુઓની અંદરના અણુઓ ખૂબ જ મજબૂત સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે, તેમ છતાં અણુઓ વચ્ચે એક નબળા દળોઆંતરપરમાણુ આકર્ષણ. એટલા માટે મોલેક્યુલર ક્રિસ્ટલ જાળીવાળા પદાર્થો ઓછી કઠિનતા, નીચા ગલનબિંદુ અને અસ્થિરતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

આવા પદાર્થોના ઉદાહરણોમાં સમાવેશ થાય છે સખત પાણી– બરફ, ઘન કાર્બન મોનોક્સાઇડ (IV) – “સૂકા બરફ”, ઘન હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ અને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ, ઘન સરળ પદાર્થો એક બને છે - ( ઉમદા વાયુઓ), બે - (H 2, O 2, CL 2, N 2, I 2), ત્રણ - (O 3), ચાર - (P 4), આઠ-પરમાણુ (S 8) અણુઓ. ઘન વિશાળ બહુમતી કાર્બનિક સંયોજનોમોલેક્યુલર ક્રિસ્ટલ જાળી (નેપ્થાલિન, ગ્લુકોઝ, ખાંડ) હોય છે.

blog.site, જ્યારે સામગ્રીની સંપૂર્ણ અથવા આંશિક નકલ કરતી વખતે, મૂળ સ્ત્રોતની લિંક આવશ્યક છે.

IN રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓતે વ્યક્તિગત અણુઓ અથવા પરમાણુઓ નથી કે જે પ્રવેશ કરે છે, પરંતુ પદાર્થો. પદાર્થોને બોન્ડના પ્રકાર અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે મોલેક્યુલર અને નોન-મોલેક્યુલર ઇમારતો

આ પરમાણુઓથી બનેલા પદાર્થો છે. આવા પદાર્થોમાંના પરમાણુઓ વચ્ચેના બોન્ડ્સ ખૂબ જ નબળા હોય છે, પરમાણુની અંદરના અણુઓ વચ્ચેની તુલનામાં ખૂબ નબળા હોય છે, અને પ્રમાણમાં ઓછા તાપમાને પણ તેઓ તૂટી જાય છે - પદાર્થ પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે અને પછી ગેસ (આયોડિનનું ઉત્કૃષ્ટીકરણ) માં ફેરવાય છે. પરમાણુઓ ધરાવતા પદાર્થોના ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓ વધવાની સાથે વધે છે પરમાણુ વજન. પ્રતિ પરમાણુ પદાર્થોઅણુ માળખું (C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W) ધરાવતા પદાર્થોનો સમાવેશ કરો, તેમાં ધાતુઓ અને બિન-ધાતુઓ છે.

પદાર્થોની બિન-પરમાણુ રચના

પદાર્થો માટે બિન-પરમાણુઇમારતો છે આયનીય સંયોજનો. બિન-ધાતુઓ સાથેના ધાતુઓના મોટાભાગના સંયોજનોમાં આ રચના હોય છે: બધા ક્ષાર (NaCl, K 2 S0 4), કેટલાક હાઇડ્રાઇડ્સ (LiH) અને ઓક્સાઇડ્સ (CaO, MgO, FeO), પાયા (NaOH, KOH). આયોનિક (બિન-મોલેક્યુલર) પદાર્થોમાં ઉચ્ચ ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓ હોય છે.

ઘન: સ્ફટિકીય અને આકારહીન

આકારહીન પદાર્થોતેમની પાસે સ્પષ્ટ ગલનબિંદુ નથી - જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે તેઓ ધીમે ધીમે નરમ થાય છે અને પ્રવાહી સ્થિતિમાં ફેરવાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્લાસ્ટિસિન અને વિવિધ રેઝિન આકારહીન સ્થિતિમાં છે.

સ્ફટિકીય પદાર્થોલાક્ષણિકતા છે યોગ્ય સ્થાનતે કણો જેમાં તેઓ સમાવે છે: અણુઓ, પરમાણુઓ અને આયનો - અવકાશમાં સખત રીતે નિર્ધારિત બિંદુઓ પર. જ્યારે આ બિંદુઓ સીધી રેખાઓ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે, ત્યારે અવકાશી ફ્રેમ રચાય છે, જેને કહેવાય છે સ્ફટિક જાળી. જે બિંદુઓ પર ક્રિસ્ટલ કણો સ્થિત છે તેને કહેવામાં આવે છે જાળી ગાંઠો.

ક્રિસ્ટલ જાળીના ગાંઠો પર સ્થિત કણોના પ્રકાર અને તેમની વચ્ચેના જોડાણની પ્રકૃતિના આધારે, ચાર પ્રકારના ક્રિસ્ટલ જાળીને અલગ પાડવામાં આવે છે: આયનીય, અણુ, પરમાણુ અને ધાતુ .

આયોનિક સ્ફટિક જાળી

આયોનિકસ્ફટિક જાળીઓ કહેવામાં આવે છે, જેનાં ગાંઠોમાં આયનો હોય છે. તેઓ આયનીય બોન્ડ સાથેના પદાર્થો દ્વારા રચાય છે, જે બંને સાદા આયનો Na +, Cl -, અને જટિલ S0 4 2-, OH - ને બાંધી શકે છે. પરિણામે, ક્ષાર અને કેટલાક ઓક્સાઇડ અને ધાતુઓના હાઇડ્રોક્સાઇડ્સમાં આયનીય સ્ફટિક જાળી હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સોડિયમ ક્લોરાઇડ ક્રિસ્ટલ એકાંતરે બનાવવામાં આવે છે હકારાત્મક આયનો Na + અને ઋણ Cl - , ઘન આકારની જાળી બનાવે છે.

ટેબલ સોલ્ટની આયનીય સ્ફટિક જાળી

આવા સ્ફટિકમાં આયનો વચ્ચેના બોન્ડ ખૂબ જ સ્થિર હોય છે. તેથી, આયનીય જાળીવાળા પદાર્થો પ્રમાણમાં ઉચ્ચ કઠિનતા અને શક્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, તે પ્રત્યાવર્તન અને બિન-અસ્થિર છે.

અણુ ક્રિસ્ટલ જાળી

અણુસ્ફટિક જાળીઓ કહેવામાં આવે છે, જેનાં ગાંઠોમાં વ્યક્તિગત પરમાણુ હોય છે. આવા જાળીઓમાં, અણુઓ એકબીજા સાથે ખૂબ જ મજબૂત સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. આ પ્રકારના ક્રિસ્ટલ જાળીવાળા પદાર્થોનું ઉદાહરણ હીરા છે, જે કાર્બનના એલોટ્રોપિક ફેરફારોમાંનું એક છે.

હીરાની અણુ સ્ફટિક જાળી

અણુ ક્રિસ્ટલ જાળીવાળા મોટાભાગના પદાર્થોમાં ગલનબિંદુ ખૂબ ઊંચા હોય છે (ઉદાહરણ તરીકે, હીરા માટે તે 3500 ° સે કરતા વધુ હોય છે), તે મજબૂત અને સખત અને વ્યવહારીક રીતે અદ્રાવ્ય હોય છે.

મોલેક્યુલર ક્રિસ્ટલ જાળી

મોલેક્યુલરજેને ક્રિસ્ટલ જાળી કહેવાય છે, જેના પરમાણુઓ સ્થિત છે.

આયોડિનનું મોલેક્યુલર સ્ફટિક જાળી

આ પરમાણુઓમાં રાસાયણિક બોન્ડ ધ્રુવીય (HCl, H 2 O) અને બિન-ધ્રુવીય (N 2, O 2) બંને હોઈ શકે છે. અણુઓની અંદરના અણુઓ ખૂબ જ મજબૂત સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા હોવા છતાં, નબળા આંતરપરમાણુ આકર્ષણ બળો પરમાણુઓ વચ્ચે કાર્ય કરે છે. તેથી, મોલેક્યુલર ક્રિસ્ટલ જાળીવાળા પદાર્થોમાં ઓછી કઠિનતા, નીચા ગલનબિંદુ હોય છે અને તે અસ્થિર હોય છે. મોટાભાગના નક્કર કાર્બનિક સંયોજનોમાં મોલેક્યુલર ક્રિસ્ટલ જાળી (નેપ્થાલિન, ગ્લુકોઝ, ખાંડ) હોય છે.

મેટલ સ્ફટિક જાળી

સાથે પદાર્થો મેટલ બોન્ડપાસે ધાતુસ્ફટિક જાળી.

આવી જાળીઓના સ્થળો પર અણુઓ અને આયનો હોય છે (અણુઓ અથવા આયનો, જેમાં ધાતુના અણુઓ સરળતાથી રૂપાંતરિત થાય છે, તેમના છોડી દે છે. બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન"વી સામાન્ય ઉપયોગ"). આ આંતરિક માળખુંધાતુઓ તેમની લાક્ષણિકતા નક્કી કરે છે ભૌતિક ગુણધર્મો: મલેબિલિટી, પ્લાસ્ટિસિટી, વિદ્યુત અને થર્મલ વાહકતા, લાક્ષણિક મેટાલિક ચમક.