Совет 1: Как определить тип кристаллической решетки

Кристалл - это тело, частицы которого (атомы, ионы, молекулы) располагаются не в хаотичном, а в строго определенном порядке. Этот порядок периодически повторяется, образуя как бы воображаемую «решетку». Принято считать, что существует четыре типа кристаллических решеток: металлические, ионные, атомные и молекулярные. А как можно определить, какой тип кристаллической решетки имеет то или иное вещество?
Инструкция
1
Как легко можно догадаться из самого называния, металлический тип решетки встречается у металлов. Эти вещества характеризуются, как правило, высокой температурой плавления, металлическим блеском, твердостью, являются хорошими проводниками электрического тока. Запомните, что в узлах решеток такого типа находятся или нейтральные атомы или положительно заряженные ионы. В промежутках между узлами – электроны, миграция которых и обеспечивает высокую электропроводимость подобных веществ.
2
Ионный тип кристаллической решетки. Следует запомнить, что он присущ оксидам и солям. Характерный пример – кристаллы всем известной поваренной соли, хлорида натрия. В узлах таких решеток попеременно чередуются положительно и отрицательно заряженные ионы. Такие вещества, как правило, тугоплавки, с малой летучестью. Как легко догадаться, они имеют ионный тип химической связи.
3
Атомный тип кристаллической решетки присущ простым веществам – неметаллам, которые при нормальных условиях представляют собою твердые тела. Например, сере, фосфору, углероду. В узлах таких решеток находятся нейтральные атомы, связанные друг с другом ковалентной химической связью. Таким веществам свойственна тугоплавкость, нерастворимость в воде. Некоторым (например, углероду в виде алмаза) – исключительно высокая твердость.
4
Наконец, последний тип решетки - молекулярный. Он встречается у веществ, находящихся при нормальных условиях в жидком или газообразном виде. Как опять-таки легко можно понять из названия, в узлах таких решеток – молекулы. Они могут быть как неполярного вида (у простых газов типа Cl2, О2), так и полярного вида (самый известный пример – вода H2O). Вещества с таким типом решетки не проводят ток, летучи, имеют низкие температуры плавления.
5
Таким образом, чтобы с уверенностью определить, какой тип кристаллической решетки имеет то или иное вещество, вам следует разобраться, к какому классу веществ оно относится и какие физико-химические свойства имеет.

Совет 2: Как определить температуру плавления

Температуру плавления твердого вещества измеряют для определения степени его чистоты. Примеси в чистом веществе обычно понижают температуру плавления или увеличивают интервал, в котором плавится соединение. Метод с использованием капилляра является классическим для контроля содержания примесей.
Вам понадобится
  • - испытуемое вещество;
  • - стеклянный капилляр, запаянный с одного конца (диаметром 1 мм);
  • - стеклянная трубка диаметром 6-8 мм и длиной не менее 50 см;
  • - нагреваемый блок.
Инструкция
1
Предварительно высушенное испытуемое вещество разотрите в ступке в мельчайший порошок. Аккуратно возьмите капилляр и открытым концом погрузите в вещество, при этом некоторое его количество должно попасть в капилляр.
2
Поставьте стеклянную трубку вертикально на твердую поверхность и несколько раз бросьте через нее капилляр запаянным концом вниз. Это способствует уплотнению вещества. Для определения температуры плавления столбик вещества в капилляре должен быть около 2-5 мм.
3
Капилляр с веществом прикрепите к термометру резиновым колечком так, чтобы запаянный конец капилляра находился на уровне ртутного шарика термометра, а вещество – примерно на его середине.
4
Поместите термометр с капилляром в нагреваемый блок и наблюдайте за изменениями испытуемого вещества при повышении температуры. Термометр до и в процессе нагревания не должен касаться стенок блока и других сильно нагретых поверхностей, иначе он может лопнуть.
5
Как только температура на термометре приблизится к температуре плавления чистого вещества, уменьшите нагревание, чтобы не пропустить момент начала плавления.
6
Отметьте температуру, при которой появляются первые капли жидкости в капилляре (начало плавления), и температуру, при которой исчезают последние кристаллы вещества (конец плавления). В этом интервале вещество начинает спадать до полного перехода в жидкое состояние. При проведении анализа также обратите внимание на изменение цвета или разложение вещества.
7
Повторите измерения еще 1-2 раза. Результаты каждого измерения представьте в виде соответствующего температурного интервала, в течение которого вещество переходит из твердого состояния в жидкое. В завершение анализа сделайте заключение о чистоте испытуемого вещества.
Видео по теме

Совет 3: Какие виды у кристаллических решеток

В кристаллах химические частицы (молекулы, атомы и ионы) расположены в определенном порядке, в некоторых условиях они образуют правильные симметричные многогранники. Выделяют четыре типа кристаллических решеток — ионные, атомные, молекулярные и металлические.

Кристаллы



Кристаллическое состояние характеризуется наличием дальнего порядка в расположении частиц, а также симметрией кристаллической решетки. Твердыми кристаллами называют трехмерные образования, у которых один и тот же элемент структуры повторяется во всех направлениях.

Правильная форма кристаллов обусловлена их внутренним строением. Если в них заменить молекулы, атомы и ионы точками вместо центров тяжести этих частиц, получится трехмерное регулярное распределение - кристаллическая решетка. Повторяющиеся элементы ее структуры называют элементарными ячейками, а точки — узлами кристаллической решетки. Выделяют несколько типов кристаллов в зависимости от частиц, которые их образуют, а также от характера химической связи между ними.

Ионные кристаллические решетки



Ионные кристаллы образуют анионы и катионы, между которыми есть ионная связь. К данному типу кристаллов относятся соли и гидроксиды большинства металлов. Каждый катион притягивается r аниону и отталкивается от других катионов, поэтому в ионном кристалле невозможно выделить одиночные молекулы. Кристалл можно рассматривать как одну огромную молекулу, причем ее размеры не ограничены, она способна присоединять новые ионы.

Атомные кристаллические решетки



В атомных кристаллах отдельные атомы объединены ковалентными связями. Как и ионные кристаллы, их также можно рассматривать как огромные молекулы. При этом атомные кристаллы очень твердые и прочные, плохо проводят электричество и тепло. Они практически нерастворимы, для них характерна низкая реакционная способность. Вещества с атомными кристаллическими решетками плавятся при очень высоких температурах.

Молекулярные кристаллы



Молекулярные кристаллические решетки образуются из молекул, атомы которых объединены ковалентными связями. Из-за этого между молекулами действуют слабые молекулярные силы. Такие кристаллы отличаются малой твердостью, низкой температурой плавления и высокой текучестью. Вещества, которые они образуют, а также их расплавы и растворы плохо проводят электрический ток.

Металлические кристаллические решетки



В кристаллических решетках металлов атомы расположены с максимальной плотностью, их связи являются делокализованными, они распространяются на весь кристалл. Такие кристаллы непрозрачны, отличаются металлическим блеском, легко деформируются, при этом хорошо проводят электричество и тепло.

Данная классификация описывает лишь предельные случаи, большинство кристаллов неорганических веществ принадлежит к промежуточным типам — молекулярно-ковалентным, ковалентно-ионным и др. В качестве примера можно привести кристалл графита, внутри каждого слоя у него ковалентно-металлические связи, а между слоями — молекулярные.
Источники:
  • alhimik.ru, Твердые вещества

Совет 4: Какая кристаллическая решетка у алмаза

Алмаз - это минерал, относящийся к одной из аллотропных модификаций углерода. Отличительной чертой его является высокая твердость, которая по праву приносит ему звание самого твердого вещества. Алмаз достаточно редкий минерал, но вместе с этим и самый широко распространенный. Исключительная его твердость находит свое применение в машиностроении и промышленности.
Инструкция
1
Алмаз имеет атомную кристаллическую решетку. Атомы углерода, составляющие основу молекулы, располагаются в виде тетраэдра, благодаря чему алмаз имеет такую высокую прочность. Все атомы связаны прочными ковалентными связями, которые образуются, исходя из электронного строения молекулы.
Какая кристаллическая решетка у алмаза
2
Атом углерода имеет sp3-гибридизацию орбиталей, которые располагаются под углом в 109 градусов и 28 минут. Перекрывание гибридных орбиталей происходит по прямой линии в горизонтальной плоскости.
3
Таким образом, при перекрывании орбиталей под таким углом образуется центрированный тетраэдр, который относится к кубической системе, поэтому можно сказать, что алмаз имеет кубическую структуру. Такая структура считается одной из самых прочных в природе. Все тетраэдры образуют трехмерную сеть из слоев шестичленных колец атомов. Такая устойчивая сеть ковалентных связей и трехмерное их распределение ведет к дополнительной прочности кристаллической решетки.
Какая кристаллическая решетка у алмаза
4
Кристаллическая решетка у алмаза достаточно сложная. Она состоит из двух простых подрешеток. Область пространства, лежащая ближе к данному атому, чем к остальным атомам, для решетки алмаза представляет собой триакисов усеченный тетраэдр. Таким типом решетки обладают также кремний, германий и олово, преимущественно альфа-форма.
Какая кристаллическая решетка у алмаза
5
Триакисов усеченный тетраэдр представляет собой многогранник, сделанный из четырех шестиугольников и двенадцати равнобедренных треугольников. Он может быть использован для тесселяции трехмерного пространства. В качестве примера тесселяции можно рассмотреть квадрат, который необходимо разрезать по диагонали, то есть тесселировать квадрат на два треугольника. Тесселяция сама по себе улучшает реализм трехмерной модели, а применительно к кристаллической решетке алмаза делает ее более реалистичной.
6
На данный момент наука пришла к получению алмазов синтетическим способом. Для синтеза таких кристаллов используют, как правило, высокоуглеродистый сплав никеля с марганцем либо высокочастотную плазму, сконцентрированную на подложке, где образуется сам алмаз. При получения минерала таким способом, его кристаллическая решетка сильно отличается от решетки, которую имеет натуральный алмаз. Происходит смещение слоев углерода, в связи с чем они располагаются хаотично. Именно поэтому кристаллы, полученные таким способом, обладают меньшей прочностью и достаточно высокой хрупкостью.
Какая кристаллическая решетка у алмаза
Источники:
  • тип решетки
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500