Partikel membentuk kisi kristal ionik. Struktur materi

Mundur ke Depan

Perhatian! Pratinjau slide hanya untuk tujuan informasi dan mungkin tidak mewakili semua fitur presentasi. Jika Anda tertarik dengan karya ini, silakan unduh versi lengkapnya.

Jenis pelajaran: Gabungan.

Tujuan pelajaran: Menciptakan kondisi bagi pengembangan kemampuan siswa untuk menetapkan ketergantungan sebab akibat sifat fisik zat pada jenis ikatan kimia dan jenis kisi kristal, memprediksi jenis kisi kristal berdasarkan sifat fisiknya. dari zat tersebut.

Tujuan pelajaran:

• Membentuk konsep tentang wujud kristal dan amorf padatan, mengenalkan siswa pada berbagai jenis kisi kristal, menetapkan ketergantungan sifat fisik kristal pada sifat ikatan kimia dalam kristal dan jenis kisi kristal, memberikan gagasan dasar kepada siswa tentang pengaruh sifat ikatan kimia dan jenis kisi kristal terhadap sifat-sifat materi .
• Terus membentuk pandangan dunia siswa, mempertimbangkan pengaruh timbal balik dari komponen-komponen partikel struktural keseluruhan zat, sehingga muncul sifat-sifat baru, mengembangkan kemampuan mengatur pekerjaan pendidikannya, dan mematuhi aturan kerja dalam tim. .
• Mengembangkan minat kognitif anak sekolah dengan menggunakan situasi masalah;

Peralatan: Sistem periodik D.I. Mendeleev, koleksi “Logam”, non-logam: belerang, grafit, fosfor merah, silikon kristal, yodium; Presentasi “Jenis kisi kristal”, model kisi kristal dari berbagai jenis (garam meja, berlian dan grafit, karbon dioksida dan yodium, logam), sampel plastik dan produk yang dibuat darinya, kaca, plastisin, komputer, proyektor.

Kemajuan pelajaran

1. Momen organisasi.

Guru menyambut siswa dan mencatat yang tidak hadir.

2. Menguji pengetahuan pada topik “Ikatan kimia”. Keadaan oksidasi.”

Kerja mandiri (15 menit)

3. Mempelajari materi baru.

Guru mengumumkan topik pelajaran dan tujuan pelajaran. (Geser 1,2)

Siswa menuliskan tanggal dan topik pelajaran di buku catatannya.

Memperbarui pengetahuan.

Guru mengajukan pertanyaan kepada kelas:

1. Jenis partikel apa yang kamu ketahui? Apakah ion, atom, dan molekul mempunyai muatan?
2. Jenis ikatan kimia apa yang kamu ketahui?
3. Keadaan agregat zat apa yang Anda ketahui?

Guru:“Bahan apa pun bisa berupa gas, cair, atau padat. Misalnya saja air. Dalam kondisi normal ia berbentuk cair, tetapi bisa juga berupa uap dan es. Atau oksigen dalam kondisi normal berbentuk gas; pada suhu -1940 C berubah menjadi cairan biru, dan pada suhu -218,8 ° C membeku menjadi massa seperti salju yang terdiri dari kristal biru. Dalam pelajaran ini kita akan melihat wujud padat suatu zat: amorf dan kristal.” (Geser 3)

Guru: zat amorf tidak memiliki titik leleh yang jelas - ketika dipanaskan, zat tersebut secara bertahap melunak dan berubah menjadi cairan. Zat amorf antara lain coklat, yang meleleh di tangan dan mulut; permen karet, plastisin, lilin, plastik (contoh zat tersebut ditunjukkan). (Geser 7)

Zat kristal memiliki titik leleh yang jelas dan, yang paling penting, dicirikan oleh susunan partikel yang benar pada titik-titik tertentu dalam ruang. (Slide 5,6) Ketika titik-titik ini dihubungkan dengan garis lurus, maka terbentuklah kerangka spasial yang disebut kisi kristal. Titik-titik di mana partikel kristal berada disebut simpul kisi.

Siswa menuliskan definisinya di buku catatannya: “Kisi kristal adalah kumpulan titik-titik dalam ruang di mana partikel-partikel pembentuk kristal berada. Titik di mana partikel kristal berada disebut simpul kisi.”

Tergantung pada jenis partikel apa yang terletak di titik-titik kisi ini, ada 4 jenis kisi. (Slide 8) Jika terdapat ion pada titik simpul kisi kristal, maka kisi tersebut disebut ionik.

Guru mengajukan pertanyaan kepada siswa:

– Apa nama kisi kristal yang simpul-simpulnya terdapat atom dan molekul?

Tetapi ada kisi-kisi kristal, di simpul-simpulnya terdapat atom dan ion. Kisi-kisi seperti ini disebut kisi-kisi logam.

Sekarang kita akan mengisi tabel: “Kisi kristal, jenis ikatan dan sifat zat.” Saat kita mengisi tabel, kita akan menetapkan hubungan antara jenis kisi, jenis hubungan antar partikel, dan sifat fisik benda padat.

Mari kita perhatikan jenis kisi kristal pertama, yang disebut ionik. (Geser 9)

– Apa ikatan kimia pada zat-zat ini?

Lihatlah kisi kristal ionik (model kisi seperti itu ditunjukkan). Nodenya mengandung ion bermuatan positif dan negatif. Misalnya, kristal natrium klorida terdiri dari ion natrium positif dan ion klorida negatif, membentuk kisi berbentuk kubus. Zat dengan kisi kristal ionik termasuk garam, oksida, dan hidroksida logam khas. Zat dengan kisi kristal ionik memiliki kekerasan dan kekuatan yang tinggi, tahan api dan tidak mudah menguap.

Guru: Sifat fisik zat dengan kisi kristal atom sama dengan sifat fisik zat dengan kisi kristal ionik, tetapi seringkali pada tingkat superlatif - sangat keras, sangat tahan lama. Berlian, yang memiliki kisi kristal atom, merupakan zat yang paling keras dari semua zat alami. Ini berfungsi sebagai standar kekerasan, yang menurut sistem 10 poin, diberi skor tertinggi 10. (Slide 10). Untuk jenis kisi kristal ini, Anda sendiri yang akan memasukkan informasi yang diperlukan ke dalam tabel dengan menggunakan buku teks sendiri.

Guru: Mari kita perhatikan jenis kisi kristal ke-3, yang disebut logam. (Slide 11,12) Di titik-titik kisi seperti itu terdapat atom dan ion, di antaranya elektron bergerak bebas, menghubungkannya menjadi satu kesatuan.

Struktur internal logam ini menentukan sifat fisik karakteristiknya.

Guru: Sifat fisik logam apa yang kamu ketahui? (kelenturan, plastisitas, konduktivitas listrik dan termal, kilau logam).

Guru: Semua zat dibagi menjadi kelompok apa menurut strukturnya? (Geser 12)

Mari kita perhatikan jenis kisi kristal yang dimiliki oleh zat-zat terkenal seperti air, karbon dioksida, oksigen, nitrogen dan lain-lain. Ini disebut molekuler. (Slide14)

– Partikel apa yang terletak di titik simpul kisi ini?

Ikatan kimia dalam molekul yang terletak pada lokasi kisi dapat berupa kovalen polar atau kovalen nonpolar. Terlepas dari kenyataan bahwa atom-atom di dalam suatu molekul dihubungkan oleh ikatan kovalen yang sangat kuat, gaya tarik-menarik antarmolekul yang lemah bekerja di antara molekul-molekul itu sendiri. Oleh karena itu, zat dengan kisi kristal molekuler memiliki kekerasan yang rendah, titik leleh yang rendah, dan mudah menguap. Ketika zat gas atau cair berubah menjadi padat dalam kondisi khusus, maka mereka mengembangkan kisi kristal molekuler. Contoh zat tersebut dapat berupa air padat - es, karbon dioksida padat - es kering. Kisi ini mengandung naftalena, yang digunakan untuk melindungi produk wol dari ngengat.

– Sifat kisi kristal molekuler apa yang menentukan penggunaan naftalena? (keriangan). Seperti yang bisa kita lihat, tidak hanya padatan yang dapat memiliki kisi kristal molekul. sederhana zat : gas mulia, H 2, O 2, N 2, I 2, O 3, fosfor putih P 4, tetapi dan kompleks: air padat, hidrogen klorida padat dan hidrogen sulfida. Sebagian besar senyawa organik padat memiliki kisi kristal molekul (naftalena, glukosa, gula).

Situs kisi mengandung molekul nonpolar atau polar. Terlepas dari kenyataan bahwa atom-atom di dalam molekul dihubungkan oleh ikatan kovalen yang kuat, gaya antarmolekul yang lemah bekerja di antara molekul-molekul itu sendiri.

Kesimpulan: Zat tersebut bersifat rapuh, kekerasannya rendah, titik lelehnya rendah, dan mudah menguap.

Pertanyaan: Proses manakah yang disebut sublimasi atau sublimasi?

Jawaban: Peralihan suatu zat dari wujud agregasi padat langsung ke wujud gas, melewati wujud cair, disebut sublimasi atau sublimasi.

Demonstrasi percobaan: sublimasi yodium

Kemudian siswa secara bergiliran menyebutkan informasi yang mereka tuliskan dalam tabel.

Kisi kristal, jenis ikatan dan sifat zat.

Guru: Kesimpulan apa yang dapat kita tarik dari pekerjaan yang dilakukan pada tabel?

Kesimpulan 1: Sifat fisik suatu zat bergantung pada jenis kisi kristal. Komposisi zat → Jenis ikatan kimia → Jenis kisi kristal → Sifat zat . (Geser 18).

Pertanyaan: Jenis kisi kristal manakah dari yang dibahas di atas yang tidak ditemukan pada zat sederhana?

Menjawab: Kisi kristal ionik.

Pertanyaan: Kisi kristal apa yang merupakan ciri-ciri zat sederhana?

Menjawab: Untuk zat sederhana - logam - kisi kristal logam; untuk non-logam – atom atau molekul.

Bekerja dengan Sistem Periodik D.I. Mendeleev.

Pertanyaan: Di manakah letak unsur logam dalam Tabel Periodik dan mengapa? Unsur nonlogam dan alasannya?

Menjawab : Jika kita menggambar diagonal dari boron ke astatin, maka di pojok kiri bawah diagonal tersebut akan terdapat unsur logam, karena pada tingkat energi terakhir mereka mengandung satu hingga tiga elektron. Ini adalah unsur I A, II A, III A (kecuali boron), serta timah dan timbal, antimon dan semua unsur subkelompok sekunder.

Unsur bukan logam terletak di pojok kanan atas diagonal ini, karena pada tingkat energi terakhir mengandung empat hingga delapan elektron. Unsur-unsur tersebut adalah IV A, V A, VI A, VII A, VIII A dan boron.

Guru: Mari kita cari unsur nonlogam yang zat sederhananya memiliki kisi kristal atom (Jawaban: C, B, Si) dan molekuler ( Jawaban: N, S, O , halogen dan gas mulia )

Guru: Merumuskan kesimpulan tentang bagaimana menentukan jenis kisi kristal suatu zat sederhana berdasarkan kedudukan unsur-unsur dalam Tabel Periodik D.I.

Menjawab: Untuk unsur logam yang termasuk dalam I A, II A, IIIA (kecuali boron), serta timah dan timbal, dan semua unsur subgolongan sekunder dalam suatu zat sederhana, jenis kisinya adalah logam.

Untuk unsur nonlogam IV A dan boron dalam zat sederhana, kisi kristalnya bersifat atom; dan unsur V A, VI A, VII A, VIII A pada zat sederhana mempunyai kisi kristal molekul.

Kami terus bekerja dengan tabel yang sudah selesai.

Guru: Perhatikan baik-baik tabelnya. Pola apa yang bisa diamati?

Kami mendengarkan dengan cermat jawaban siswa, dan kemudian bersama-sama dengan kelas kami menarik kesimpulan. Kesimpulan 2 (slide 17)

4. Memperbaiki materi.

Tes (pengendalian diri):

Zat yang memiliki kisi kristal molekuler, biasanya:
a) Tahan api dan sangat larut dalam air
b) Melebur dan mudah menguap
c) Padat dan menghantarkan listrik
d) Konduktif termal dan plastik

Konsep “molekul” tidak berlaku untuk unit struktural suatu zat:
a) Air
b) Oksigen
c) Berlian
d) Ozon

Kisi kristal atom mempunyai ciri-ciri:
a) Aluminium dan grafit
b) Belerang dan yodium
c) Silikon oksida dan natrium klorida
d) Intan dan boron

Jika suatu zat sangat larut dalam air, mempunyai titik leleh tinggi, dan bersifat konduktif listrik, maka kisi kristalnya adalah:
a) Molekuler
b) Nuklir
c) ionik
d) Logam

5. Refleksi.

6. Pekerjaan rumah.

Ciri-ciri setiap jenis kisi kristal menurut denahnya: Apa yang terdapat pada simpul-simpul kisi kristal, satuan struktur → Jenis ikatan kimia antar partikel simpul → Gaya interaksi antar partikel kristal → Sifat fisika akibat kristal kisi → Keadaan agregat suatu zat dalam kondisi normal → Contoh.

Dengan menggunakan rumus zat berikut: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - tentukan jenis kisi kristal (ionik, molekuler) dari setiap senyawa dan, berdasarkan ini, jelaskan sifat fisik yang diharapkan dari masing-masing keempatnya zat.

Ada dua jenis zat padat di alam, yang sifat-sifatnya sangat berbeda. Ini adalah benda amorf dan kristal. Dan benda amorf tidak memiliki titik leleh yang pasti ketika dipanaskan, benda tersebut secara bertahap melunak dan kemudian berubah menjadi cair. Contoh zat tersebut adalah resin atau plastisin biasa. Namun situasinya sangat berbeda dengan zat kristal. Mereka tetap dalam keadaan padat sampai suhu tertentu, dan hanya setelah mencapai suhu tersebut zat-zat ini meleleh.

Ini semua tentang struktur zat tersebut. Dalam padatan kristal, partikel-partikel penyusunnya terletak pada titik-titik tertentu. Dan jika Anda menghubungkannya dengan garis lurus, Anda mendapatkan semacam bingkai imajiner, yang disebut kisi kristal. Dan jenis kisi kristal bisa sangat berbeda. Dan menurut jenis partikel dari mana mereka “dibuat”, kisi-kisi dibagi menjadi empat jenis. Ini adalah ionik, atom, molekuler dan

Dan di titik-titik tersebut, ion-ion berada, dan ada ikatan ion di antara mereka. dapat berupa sederhana (Cl-, Na+) atau kompleks (OH-, SO2-). Dan jenis kisi kristal ini mungkin mengandung beberapa logam hidroksida dan oksida, garam dan zat serupa lainnya. Ambil contoh, natrium klorida biasa. Ini bergantian ion klorin negatif dan ion natrium positif, yang membentuk kisi kristal kubik. Ikatan ionik dalam kisi semacam itu sangat stabil dan zat yang “dibangun” menurut prinsip ini memiliki kekuatan dan kekerasan yang cukup tinggi.

Ada juga jenis kisi kristal yang disebut kisi atom. Di sini, simpul-simpulnya mengandung atom-atom yang di antara keduanya terdapat ikatan kovalen yang kuat. Tidak banyak zat yang memiliki kisi atom. Ini termasuk berlian, serta kristal germanium, silikon dan boron. Ada juga beberapa zat kompleks yang mengandung dan memiliki kisi kristal atom. Ini adalah kristal batu dan silika. Dan dalam banyak kasus, zat tersebut sangat kuat, keras dan tahan api. Mereka juga praktis tidak dapat larut.

Dan jenis molekul kisi kristal memiliki beragam zat. Ini termasuk air beku, yaitu es biasa, “es kering” - karbon monoksida yang dipadatkan, serta hidrogen sulfida padat dan hidrogen klorida. Kisi molekul juga mengandung banyak senyawa organik padat. Ini termasuk gula, glukosa, naftalena dan zat serupa lainnya. Dan molekul-molekul yang terletak di titik-titik kisi tersebut dihubungkan satu sama lain melalui ikatan kimia polar dan non-polar. Dan meskipun fakta bahwa di dalam molekul terdapat ikatan kovalen yang kuat antar atom, molekul-molekul ini sendiri tertahan dalam kisi karena ikatan antarmolekul yang sangat lemah. Oleh karena itu, zat tersebut cukup mudah menguap, mudah meleleh dan tidak memiliki kekerasan yang besar.

Nah, logam memiliki beragam jenis kisi kristal. Dan simpulnya dapat mengandung atom dan ion. Dalam hal ini, atom dapat dengan mudah berubah menjadi ion, melepaskan elektronnya untuk “penggunaan umum”. Dengan cara yang sama, ion, setelah “menangkap” elektron bebas, dapat menjadi atom. Dan kisi ini menentukan sifat-sifat logam seperti plastisitas, kelenturan, konduktivitas termal dan listrik.

Selain itu, jenis kisi kristal logam, dan zat lainnya, dibagi menjadi tujuh sistem utama sesuai dengan bentuk sel dasar kisi tersebut. Yang paling sederhana adalah sel kubik. Ada juga sel satuan belah ketupat, tetragonal, heksagonal, belah ketupat, monoklinik, dan triklinik yang menentukan bentuk keseluruhan kisi kristal. Namun dalam kebanyakan kasus, kisi kristal lebih kompleks daripada yang tercantum di atas. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa partikel elementer dapat ditempatkan tidak hanya di simpul kisi itu sendiri, tetapi juga di tengah atau di tepinya. Dan di antara logam, yang paling umum adalah tiga kisi kristal kompleks berikut: kubik berpusat muka, kubik berpusat badan, dan padat heksagonal. Karakteristik fisik logam juga tidak hanya bergantung pada bentuk kisi kristalnya, tetapi juga pada jarak antar atom dan parameter lainnya.

Dalam padatan, partikel (molekul, atom, dan ion) letaknya sangat berdekatan satu sama lain sehingga gaya interaksi di antara mereka tidak memungkinkan mereka untuk terbang terpisah. Partikel-partikel ini hanya dapat melakukan gerakan osilasi di sekitar posisi setimbang. Oleh karena itu, benda padat mempertahankan bentuk dan volumenya.

Berdasarkan struktur molekulnya, padatan dibedakan menjadi kristal Dan amorf .

Struktur benda kristal

Kisi kristal

Kristal adalah padatan, molekul, atom, atau ion yang tersusun dalam tatanan geometris tertentu, membentuk struktur dalam ruang yang disebut kisi kristal . Urutan ini berulang secara berkala ke segala arah dalam ruang tiga dimensi. Itu bertahan dalam jarak jauh dan tidak terbatas pada ruang. Mereka memanggilnya dalam waktu yang lama .

Jenis kisi kristal

Kisi kristal adalah model matematika yang dapat digunakan untuk membayangkan bagaimana partikel tersusun dalam kristal. Secara mental menghubungkan titik-titik di ruang tempat partikel-partikel ini berada dengan garis lurus, kita mendapatkan kisi kristal.

Jarak antar atom yang terletak pada lokasi kisi tertentu disebut parameter kisi .

Tergantung pada partikel mana yang terletak di titik simpul, kisi kristal terbentuk molekuler, atom, ionik, dan logam .

Sifat-sifat benda kristal seperti titik leleh, elastisitas, dan kekuatan bergantung pada jenis kisi kristal.

Ketika suhu naik ke nilai di mana peleburan zat padat dimulai, kisi kristal akan hancur. Molekul memperoleh lebih banyak kebebasan, dan zat kristal padat berpindah ke tahap cair. Semakin kuat ikatan antar molekul, semakin tinggi titik lelehnya.

Kisi molekul

Dalam kisi molekul, ikatan antar molekul tidak kuat. Oleh karena itu, dalam kondisi normal, zat tersebut berada dalam keadaan cair atau gas. Keadaan padat hanya mungkin terjadi pada suhu rendah. Titik lelehnya (transisi dari padat ke cair) juga rendah. Dan dalam kondisi normal mereka berada dalam bentuk gas. Contohnya adalah yodium (I 2), “es kering” (karbon dioksida CO 2).

Kisi atom

Pada zat yang memiliki kisi kristal atom, ikatan antar atomnya kuat. Oleh karena itu, zat itu sendiri sangat keras. Mereka meleleh pada suhu tinggi. Silikon, germanium, boron, kuarsa, oksida dari beberapa logam, dan zat terkeras di alam, berlian, memiliki kisi atom kristal.

kisi ionik

Zat dengan kisi kristal ionik termasuk alkali, sebagian besar garam, dan oksida logam khas. Karena daya tarik ion sangat kuat, zat ini hanya dapat meleleh pada suhu yang sangat tinggi. Mereka disebut tahan api. Mereka memiliki kekuatan dan kekerasan yang tinggi.

Panggangan logam

Di titik-titik kisi logam, yang dimiliki semua logam dan paduannya, terdapat atom dan ion. Berkat struktur ini, logam memiliki kelenturan dan keuletan yang baik, serta konduktivitas termal dan listrik yang tinggi.

Paling sering, bentuk kristalnya adalah polihedron biasa. Wajah dan tepi polihedra tersebut selalu tetap konstan untuk zat tertentu.

Kristal tunggal disebut kristal tunggal . Ia memiliki bentuk geometris yang teratur, kisi kristal kontinu.

Contoh kristal tunggal alami adalah intan, rubi, kristal batu, garam batu, spar Islandia, kuarsa. Dalam kondisi buatan, kristal tunggal diperoleh melalui proses kristalisasi, ketika, dengan mendinginkan larutan atau melebur hingga suhu tertentu, zat padat dalam bentuk kristal diisolasi darinya. Dengan laju kristalisasi yang lambat, potongan kristal tersebut memiliki bentuk yang alami. Dengan cara ini, dalam kondisi industri khusus, kristal tunggal semikonduktor atau dielektrik diperoleh.

Kristal-kristal kecil yang menyatu secara acak disebut polikristal . Contoh paling jelas dari polikristal adalah batu granit. Semua logam juga polikristalin.

Anisotropi benda kristal

Dalam kristal, partikel-partikel dengan kepadatan berbeda terletak di arah yang berbeda. Jika kita menghubungkan atom-atom pada salah satu arah kisi kristal dengan garis lurus, maka jarak antara atom-atom tersebut akan sama sepanjang arah tersebut. Di arah lain, jarak antar atom juga konstan, namun nilainya mungkin sudah berbeda dari jarak pada kasus sebelumnya. Ini berarti bahwa gaya interaksi dengan besaran berbeda bekerja antar atom dalam arah yang berbeda. Oleh karena itu, sifat fisik suatu zat pada arah tersebut juga akan berbeda. Fenomena ini disebut anisotropi - ketergantungan sifat-sifat materi pada arah.

Konduktivitas listrik, konduktivitas termal, elastisitas, indeks bias dan sifat-sifat lain dari suatu zat kristal bervariasi tergantung pada arah dalam kristal. Arus listrik dialirkan secara berbeda ke arah yang berbeda, zat dipanaskan secara berbeda, dan sinar cahaya dibiaskan secara berbeda.

Dalam polikristal, fenomena anisotropi tidak diamati. Sifat-sifat suatu zat tetap sama ke segala arah.

Sebagian besar zat dicirikan oleh kemampuannya, tergantung pada kondisi, untuk berada dalam salah satu dari tiga keadaan agregasi: padat, cair, atau gas.

Misalnya air pada tekanan normal pada kisaran suhu 0-100 o C berbentuk cair, pada suhu di atas 100 o C hanya dapat berwujud gas, dan pada suhu di bawah 0 o C berbentuk padat.
Zat dalam keadaan padat dibagi menjadi amorf dan kristal.

Ciri khas zat amorf adalah tidak adanya titik leleh yang jelas: fluiditasnya meningkat secara bertahap seiring dengan meningkatnya suhu. Zat amorf termasuk senyawa seperti lilin, parafin, sebagian besar plastik, kaca, dll.

Namun, zat kristal memiliki titik leleh tertentu, yaitu. suatu zat dengan struktur kristal berpindah dari wujud padat ke wujud cair tidak secara bertahap, tetapi secara tiba-tiba, setelah mencapai suhu tertentu. Contoh zat kristal antara lain garam meja, gula, dan es.

Perbedaan sifat fisik padatan amorf dan kristal terutama disebabkan oleh ciri struktural zat tersebut. Perbedaan antara zat dalam keadaan amorf dan kristal paling mudah dipahami dari ilustrasi berikut:

Seperti yang Anda lihat, dalam zat amorf, tidak seperti zat kristal, tidak ada keteraturan dalam susunan partikel. Jika dalam zat kristal Anda secara mental menghubungkan dua atom yang berdekatan dengan garis lurus, maka Anda dapat menemukan bahwa partikel yang sama akan terletak pada garis ini pada interval yang ditentukan secara ketat:

Jadi, dalam kasus zat kristal, kita dapat membicarakan konsep seperti kisi kristal.

Kisi kristal disebut kerangka spasial yang menghubungkan titik-titik dalam ruang di mana partikel-partikel pembentuk kristal berada.

Titik-titik dalam ruang tempat partikel-partikel pembentuk kristal berada disebut node kisi kristal .

Tergantung pada partikel mana yang terletak di simpul kisi kristal, mereka dibedakan: molekuler, atom, ionik Dan kisi kristal logam .

Di node kisi kristal molekuler

Ada molekul-molekul yang atom-atomnya dihubungkan oleh ikatan kovalen yang kuat, tetapi molekul-molekul itu sendiri saling berdekatan karena gaya antarmolekul yang lemah. Karena interaksi antarmolekul yang lemah, kristal dengan kisi molekul menjadi rapuh. Zat tersebut berbeda dari zat dengan jenis struktur lain dalam hal titik leleh dan titik didih yang jauh lebih rendah, tidak menghantarkan arus listrik, dan mungkin larut atau tidak dalam berbagai pelarut. Larutan senyawa tersebut dapat menghantarkan arus listrik atau tidak, tergantung pada golongan senyawanya. Senyawa dengan kisi kristal molekuler mencakup banyak zat sederhana - non-logam (H 2, O 2, Cl 2 yang mengeras, sulfur ortorombik S 8, fosfor putih P 4), serta banyak zat kompleks - senyawa hidrogen non-logam, asam, oksida non-logam, sebagian besar zat organik. Perlu dicatat bahwa jika suatu zat berbentuk gas atau cair, tidak tepat membicarakan kisi kristal molekuler: lebih tepat menggunakan istilah jenis struktur molekul.

Di node kisi kristal atom

ada atom. Selain itu, semua simpul kisi kristal tersebut “dihubungkan” satu sama lain melalui ikatan kovalen yang kuat menjadi satu kristal. Faktanya, kristal semacam itu adalah satu molekul raksasa. Karena ciri strukturalnya, semua zat dengan kisi kristal atom berbentuk padat, memiliki titik leleh tinggi, tidak aktif secara kimia, tidak larut dalam air atau pelarut organik, dan lelehannya tidak menghantarkan arus listrik. Perlu diingat bahwa zat dengan struktur tipe atom antara lain boron B, karbon C (berlian dan grafit), silikon Si dari zat sederhana, dan silikon dioksida SiO 2 (kuarsa), silikon karbida SiC, boron nitrida BN dari zat kompleks.

Untuk zat dengan kisi kristal ionik

situs kisi mengandung ion-ion yang terhubung satu sama lain melalui ikatan ion.
Karena ikatan ionik cukup kuat, zat dengan kisi ionik memiliki kekerasan dan refraktori yang relatif tinggi. Paling sering, mereka larut dalam air, dan larutannya, seperti lelehan, menghantarkan arus listrik.
Zat dengan kisi kristal ionik antara lain garam logam dan amonium (NH 4 +), basa, dan oksida logam. Tanda pasti dari struktur ionik suatu zat adalah adanya komposisi atom logam dan non-logam dalam komposisinya.

diamati pada kristal logam bebas, misalnya natrium Na, besi Fe, magnesium Mg, dll. Dalam kasus kisi kristal logam, simpul-simpulnya mengandung kation dan atom logam, di mana elektron berpindah. Dalam hal ini, elektron yang bergerak secara berkala menempel pada kation, sehingga menetralkan muatannya, dan atom logam netral sebagai imbalannya “melepaskan” sebagian elektronnya, yang pada gilirannya berubah menjadi kation. Faktanya, elektron “bebas” bukan milik atom individu, tetapi milik keseluruhan kristal.

Ciri-ciri struktural seperti itu mengarah pada fakta bahwa logam menghantarkan panas dan arus listrik dengan baik dan seringkali memiliki keuletan (kelenturan) yang tinggi.
Kisaran suhu leleh logam sangat besar. Misalnya, titik leleh merkuri kira-kira minus 39°C (cair dalam kondisi normal), dan tungsten adalah 3422°C. Perlu dicatat bahwa dalam kondisi normal semua logam kecuali merkuri berbentuk padat.

Seperti yang telah kita ketahui, suatu zat dapat berada dalam tiga keadaan agregasi: berbentuk gas, keras Dan cairan. Oksigen yang pada kondisi normal berbentuk gas, pada suhu -194°C berubah menjadi cairan kebiruan, dan pada suhu -218,8°C berubah menjadi massa seperti salju dengan kristal biru.

Kisaran suhu keberadaan suatu zat dalam wujud padat ditentukan oleh titik didih dan titik leleh. Padatan adalah kristal Dan amorf.

kamu zat amorf tidak ada titik leleh yang tetap - ketika dipanaskan, mereka secara bertahap melunak dan berubah menjadi cairan. Di negara bagian ini, misalnya, ditemukan berbagai resin dan plastisin.

Zat kristal Mereka dibedakan berdasarkan susunan teratur partikel-partikel penyusunnya: atom, molekul, dan ion, pada titik-titik tertentu dalam ruang. Ketika titik-titik tersebut dihubungkan dengan garis lurus maka terciptalah kerangka spasial yang disebut kisi kristal. Titik tempat partikel kristal berada disebut node kisi.

Titik-titik kisi yang kita bayangkan dapat mengandung ion, atom, dan molekul. Partikel-partikel ini melakukan gerakan osilasi. Ketika suhu meningkat, rentang osilasi ini juga meningkat, yang menyebabkan pemuaian termal suatu benda.

Tergantung pada jenis partikel yang terletak di simpul kisi kristal dan sifat hubungan di antara mereka, empat jenis kisi kristal dibedakan: ionik, atom, molekuler Dan logam.

ionik Ini disebut kisi kristal di mana ion-ion terletak di titik simpulnya. Mereka dibentuk oleh zat dengan ikatan ionik, yang dapat mengikat ion sederhana Na+, Cl-, dan kompleks SO24-, OH-. Jadi, kisi kristal ionik memiliki garam, beberapa oksida dan hidroksil logam, mis. zat-zat yang mempunyai ikatan kimia ionik. Perhatikan kristal natrium klorida; ia terdiri dari ion Na+ dan CL- negatif yang berselang-seling, bersama-sama membentuk kisi berbentuk kubus. Ikatan antar ion dalam kristal semacam itu sangat stabil. Oleh karena itu, zat dengan kisi ionik memiliki kekuatan dan kekerasan yang relatif tinggi; zat tersebut tahan api dan tidak mudah menguap.

atom Kisi kristal adalah kisi kristal yang simpulnya mengandung atom individu. Dalam kisi-kisi seperti itu, atom-atom dihubungkan satu sama lain melalui ikatan kovalen yang sangat kuat. Misalnya, intan adalah salah satu modifikasi karbon alotropik.

Zat dengan kisi kristal atom tidak banyak ditemukan di alam. Ini termasuk kristal boron, silikon dan germanium, serta zat kompleks, misalnya yang mengandung silikon (IV) oksida - SiO 2: silika, kuarsa, pasir, kristal batu.

Sebagian besar zat dengan kisi kristal atom memiliki titik leleh yang sangat tinggi (untuk berlian melebihi 3500 ° C), zat tersebut kuat dan keras, praktis tidak larut.

Molekuler Ini disebut kisi kristal di mana molekul-molekulnya terletak di titik-titik simpulnya. Ikatan kimia pada molekul ini juga dapat bersifat polar (HCl, H 2 0) atau non-polar (N 2, O 3). Dan meskipun atom-atom di dalam molekul dihubungkan oleh ikatan kovalen yang sangat kuat, gaya tarik-menarik antarmolekul yang lemah bekerja di antara molekul-molekul itu sendiri. Itulah sebabnya zat dengan kisi kristal molekuler dicirikan oleh kekerasan yang rendah, titik leleh yang rendah, dan volatilitas.

Contoh zat tersebut antara lain air padat - es, karbon monoksida (IV) padat - "es kering", hidrogen klorida padat dan hidrogen sulfida, zat padat sederhana yang dibentuk oleh satu - (gas mulia), dua - (H 2, O 2, CL 2 , N 2 , I 2), molekul tiga - (O 3), empat - (P 4), delapan atom (S 8). Sebagian besar senyawa organik padat memiliki kisi kristal molekul (naftalena, glukosa, gula).

situs web, ketika menyalin materi secara keseluruhan atau sebagian, diperlukan tautan ke sumbernya.