Kristallgitteret och dess huvudtyper

Absolut något kemiskt ämne som existerari naturen, bildas av ett stort antal identiska partiklar som är relaterade till varandra. Alla ämnen finns i tre aggregerade tillstånd: gasformiga, flytande och fasta. När termisk rörelse är svår (vid låga temperaturer), såväl som i fasta ämnen, är partiklarna strikt orienterade i rymden, vilket framgår av deras exakta strukturella organisation.

Kristallgitteret av materia är en strukturmed ett geometriskt ordnat arrangemang av partiklar (atomer, molekyler eller joner) vid vissa platser i rymden. I olika gitterar särskiljer interstitiellt utrymme och direkta noder - de punkter där partiklarna själva är belägna.

Kristallgitteret är av fyra typer: metall, molekylär, atom, jonisk. Typerna av gitter bestäms i enlighet med typen av partiklar som finns i deras noder, liksom typen av förbindelserna mellan dem.

Kristallgitteret kallas molekylärgitteretOm det finns molekyler i sina noder. De är sammanlänkade av intermolekylära relativt svaga krafter, kallade van der Waals styrkor, men atomerna inuti molekylen själva är kopplade till en mycket starkare kovalent bindning (polär eller ickepolär). Molekylär kristallgitter är inneboende i klor, fast väte, koldioxid och andra ämnen som är gasformiga vid vanlig temperatur.

Kristaller som bildar ädelgaser,har också molekylära gitter som består av monatomiska molekyler. De flesta fasta organiska ämnena har exakt denna struktur. Antalet oorganiska ämnen, som är inneboende i molekylstrukturen, är mycket liten. Detta, till exempel, fast halogenerat väte, naturlig svavel, is, fasta enkla ämnen och några andra.

Vid uppvärmning relativt svagintermolekylära bindningar är ganska lättförstörda, därför har ämnen med sådana gitter mycket låga smältpunkter och låg hårdhet, de är olösliga eller lättlösliga i vatten, deras lösningar leder i praktiken inte elström, kännetecknas av stor volatilitet. Minsta koknings- och smältpunkter är för ämnen från icke-polära molekyler.

Metalliskt kallas en sådan kristallinen gitter vars knutpunkter bildas av atomer och positiva joner (kationer) av metallen med fria valenselektroner (avskiljda från atomerna under bildandet av joner) som slumpmässigt rör sig i kristallens huvuddel. Dessa elektroner är emellertid i huvudsak halvfria, eftersom de fritt kan röra sig inom gränserna begränsade av denna kristallgitter.

Elektrostatiska elektroner och positiva jonerMetaller är ömsesidigt attraherade, vilket förklarar stabiliteten hos metallkristallgitteret. Kombinationen av fria elektroner kallas elektrongas - det ger bra elektriska och termiska ledningsförmåga hos metaller. När en elektrisk spänning uppträder strömmar elektronerna till en positiv partikel, som deltar i skapandet av elektrisk ström och interagerar med joner.

Metallkristallgitteret är karakteristiskt,huvudsakligen för elementära metaller, liksom för föreningar av olika metaller med varandra. De grundläggande egenskaper som är inneboende i metallkristaller (mekanisk hållfasthet, volatilitet, smältpunkt) varierar ganska starkt. Emellertid är sådana fysikaliska egenskaper som duktilitet, formbarhet, hög elektrisk och termisk ledningsförmåga och en karakteristisk metallisk glans karakteristisk endast för kristaller med metallgaller.