Молекулярні речовини Open Library - відкрита бібліотека навчальної інформації
У хімічні взаємодії вступають не окремі атоми чи молекули, а речовини. За типом зв'язку розрізняють речовини молекулярного та немолекулярного будови.
Це речовини, що складаються з молекул. Зв'язки між молекулами в таких речовинах дуже слабкі, набагато слабші, ніж між атомами всередині молекули, і вже при порівняно низьких температурах вони розриваються - речовина перетворюється на рідину і далі на газ (ліхтар йоду). Температури плавлення та кипіння речовин, що складаються з молекул, підвищуються із збільшенням молекулярної маси. До молекулярних речовин відносяться речовини з атомною структурою (С, Si, Li, Na, К, Сі, Fe, W), серед них є метали та неметали.
Немолекулярна будова речовин
До речовин немолекулярногобудови відносяться іонні сполуки. Така будова має більшість сполук металів з неметалами: всі солі (NaCl, K 2 S0 4), деякі гідриди (LiH) і оксиди (CaO, MgO, FeO), основи (NaOH, КОН). Іонні (немолекулярні) речовини мають високі температури плавлення та кипіння.
Тверді речовини: кристалічні та аморфні
Аморфні речовинине мають чіткої температури плавлення – при нагріванні вони поступово розм'якшуються та переходять у плинний стан. В аморфному стані, наприклад, знаходяться пластилін та різні смоли.
Кристалічні речовинихарактеризуються правильним розташуванням тих частинок, у тому числі вони складаються: атомів, молекул і іонів - у суворо певних точках простору. При з'єднанні цих точок прямими лініями утворюється просторовий каркас, що називається кристалічною решіткою. Точки, в яких розміщені частинки кристала, називають вузлами решітки.
Залежно від типу частинок, розташованих у вузлах кристалічних ґрат, і характеру зв'язку між ними, розрізняють чотири типи кристалічних ґрат: іонні, атомні, молекулярні та металеві .
Іонні кристалічні грати
Іонниминазивають кристалічні грати, у вузлах яких є іони. Їх утворюють речовини з іонним зв'язком, яким можуть бути пов'язані як прості іони Na + , Сl — , так і складні S0 4 2-, ВІН — . Отже, іонні кристалічні грати мають солі, деякі оксиди і гідроксиди металів. Наприклад, кристал хлориду натрію побудований з позитивних іонів Na + і негативних Сl — , що чергуються, утворюють решітку у формі куба.
Іонні кристалічні грати кухонної солі
Зв'язки між іонами у такому кристалі дуже стійкі. Тому речовини з іонною решіткою відрізняються порівняно високою твердістю та міцністю, вони тугоплавкі та нелеткі.
Атомні кристалічні грати
Атомниминазивають кристалічні грати, у вузлах яких є окремі атоми. У таких ґратах атоми з'єднані між собою дуже міцними ковалентними зв'язками. Прикладом речовин з таким типом кристалічних решіток може бути алмаз - одна з алотропних видозмін вуглецю.
Атомні кристалічні грати алмазу
Більшість речовин з атомними кристалічними гратами мають дуже високі температури плавлення (наприклад, у алмазу вона понад 3500 ° С), вони міцні і тверді, практично нерозчинні.
Молекулярні кристалічні грати
Молекулярниминазивають кристалічні ґрати, у вузлах яких розташовуються молекули.
Молекулярні кристалічні грати йоду
Хімічні зв'язки у цих молекулах може бути і полярними (НСl, Н 2 O), і неполярними (N 2 , Про 2). Незважаючи на те, що атоми всередині молекул пов'язані дуже міцними зв'язками ковалентними, між самими молекулами діють слабкі сили міжмолекулярного тяжіння. Тому речовини з молекулярними кристалічними ґратами мають малу твердість, низькі температури плавлення, летючі. Більшість твердих органічних сполук мають молекулярні кристалічні ґрати (нафталін, глюкоза, цукор).
Металеві кристалічні грати
Речовини з металевим зв'язком мають металевікристалічні ґрати.
У вузлах таких ґрат знаходяться атоми та іони (то атоми, то іони, в які легко перетворюються атоми металу, віддаючи свої зовнішні електрони «в загальне користування»). Така внутрішня будова металів визначає їх характерні фізичні властивості: ковкість, пластичність, електро- та теплопровідність, характерний металевий блиск.
Електронегативністю називається властивість хімічного елемента притягати до свого атома електрони від інших атомів елементів, з якими даний елемент утворює хімічний зв'язок у сполуках.
При утворенні хімічного зв'язку між атомами різних елементів загальна електронна хмара зміщується до більш електронегативного атома, через що зв'язок стає ковалентно-полярним, а за великої різниці електронегативностей – іонним.
Електронегативність враховується під час написання хімічних формул: у бінарних з'єднаннях ззаду записується символ найбільш електронегативного елемента.
Електронегативність зростає в напрямку зліва направо для елементів кожного періоду і зменшується в напрямку зверху вниз для елементів однієї групи ПС.
Валентністюелемента називається властивість його атомів поєднуватися з певним числом інших атомів.
Розрізняють стехіометричну, електронну валентність та координаційне число. Ми розглянемо лише стехіометричну валентність.
Стехіометричнавалентність показує, скільки атомів іншого елемента приєднує атом цього елемента. За одиницю валентності прийнято валентність водню, т.к. водень завжди одновалентний. Наприклад, у сполуках HCl, H 2 O, NH 3 (правильне написання аміаку Н 3 N вже використовується в сучасних посібниках), СН 4 хлор одновалентний, кисень двовалентний, азот тривалентний і вуглець чотиривалентний.
Стехіометрична валентність кисню зазвичай дорівнює 2. Так як майже всі елементи утворюють сполуки з киснем, то зручно його використовувати як зразок для визначення валентності іншого елемента. Наприклад, у сполуках Na 2 O, CoO, Fe 2 O 3 , SO 3 натрій одновалентний, кобальт двовалентний, залізо тривалентне, сірка шестивалентна.
В окислювально-відновних реакціях нам важливо визначатиме ступеня окислення елементів.
Ступенем окисленняелемента в речовині називається його стехіометрична валентність, взята зі знаком плюс чи мінус.
Хімічні елементи поділяються на елементи постійної валентності та елементи змінної валентності.
1.3.3. Речовини молекулярної та немолекулярної будови. Тип кристалічних ґрат. Залежність властивостей речовин від їх складу та будови.
Залежно від цього, якому стані сполуки перебувають у природі, вони поділяються на молекулярні і немолекулярные. У молекулярних речовин найдрібнішими структурними частинками є молекули. Ці речовини мають молекулярну кристалічну решітку. У немолекулярних речовин найдрібнішими структурними частинками є атоми чи іони. Кристалічні грати у них атомні, іонні або металеві.
Тип кристалічних ґрат багато в чому визначає властивості речовин. Наприклад, метали, що мають металевий тип кристалічних ґрат, відрізняються від решти елементів високою пластичністю, електро- та теплопровідністю. Ці властивості, а також багато інших - ковкість, металевий блиск і т.п. обумовлені особливим видом зв'язку між атомами металу - металевим зв'язком.Слід зазначити, що властивості, властиві металам, виявляються лише у конденсованому стані. Наприклад, срібло в газоподібному стані не має фізичних властивостей металів.
Особливий тип зв'язку в металах – металева – зумовлений дефіцитом валентних електронів, тому вони є спільними для всієї структури металу. Найбільш проста модель будови металів передбачала, що кристалічна решітка металів складається з позитивних іонів, оточених вільними електронами, рух електронів відбувається хаотично, подібно до молекул газу. Однак така модель, якісно пояснюючи багато властивостей металів, при кількісній перевірці виявляється недостатньою. Подальша розробка теорії металевого стану призвела до створення зонної теорії металів, що ґрунтується на уявленнях квантової механіки.
У вузлах кристалічної решітки знаходяться катіони та атоми металу, а електрони вільно переміщаються кристалічною решіткою .
Характерною механічною властивістю металів є пластичністьобумовлена особливостями внутрішньої будови їх кристалів Під пластичністю розуміють здатність тіл під впливом зовнішніх сил піддаватися деформації, що залишається і після припинення зовнішнього впливу. Ця властивість металів дозволяє надавати їм різну форму при куванні, прокочувати метал у листи або витягувати у дріт.
Пластичність металів обумовлена тим, що при зовнішній дії шари іонів, що утворюють кристалічну решітку, зсуваються відносно один одного без розриву. Це відбувається в результаті того, що електрони, що перемістилися, завдяки вільному перерозподілу продовжують здійснювати зв'язок між іонними шарами. При механічному впливі на тверду речовину з атомними гратами зміщуються окремі її шари і зчеплення між ними порушується через розрив ковалентних зв'язків.
іони, то ці речовини утворюють іонний тип кристалічних ґрат.
Це солі, а також оксиди та гідроксиди типових металів. Це тверді, тендітні речовини, але основна їх якість : розчини та розплави цих сполук проводять електричний струм..
Якщо у вузлах кристалічних ґрат знаходяться атоми, то ці речовини утворюють атомний тип кристалічних ґрат(Діамант, бір, кремній оксиди алюмінію та кремнію). За властивостями дуже тверді та тугоплавкі, нерозчинні у воді.
Якщо у вузлах кристалічних ґрат знаходяться молекулиці речовини утворюють (за звичайних умов гази і рідини: Про 2 , HCl; I 2 органічні речовини).
Цікаво відзначити метал галій, який плавиться при температурі 30 про С. Ця його аномалія пояснюється тим, що у вузлах кристалічної решітки знаходяться молекули Ga 2 і його властивості в чому схожі з речовинами, що мають молекулярну кристалічну решітку.
приклад.Немолекулярну будову мають усі неметали групи:
1) вуглець, бор, кремній; 2) фтор, бром, йод;
3) кисень, сірка, азот; 4) хлор, фосфор, селен.
У немолекулярних речовин найдрібнішими структурними частинками є атоми чи іони. Кристалічні грати у них атомні, іонні або металеві
При рішенніцього питання простіше йти від протилежного. Якщо у вузлах кристалічних ґрат знаходяться молекули, то ці речовини утворюють молекулярний тип кристалічних ґрат(за звичайних умов гази та рідини: Про 2 , HCl; також I 2, ромбічна сірка S 8 , білий фосфор Р 4 органічні речовини). За властивостями це неміцні легкоплавкі сполуки.
У другій відповіді є газ фтор, у третій – гази кисень, азот, у четвертій – газ хлор. Значить, ці речовини мають молекулярну кристалічну решітку та молекулярну будову.
У першимвідповіді всі речовини – тверді сполуки за звичайних умов і утворюють атомні ґрати, отже, мають немолекулярну будову.
Правильну відповідь:1) вуглець, бір, кремній
Структура хімічної сполуки (речовини) визначається типом зв'язку між елементами, що його утворюють. Розрізняють хімічні та фізичні зв'язки. Хімічні зв'язки класифікують за характером розподілу електронної щільності між атомами. Основні види хімічного зв'язку: ковалентна, іонна, металева.
Ковалентний зв'язок –здійснюється парою електронів, що у загальному володінні двох атомів, що утворюють зв'язок. Ковалентний зв'язок лежить в основі існування простих газів (водень, хлор, та ін), різних з'єднань (вода, аміак), а також атомних кристалів.
Ковалентний зв'язок може бути полярним та неполярним. Якщо молекула складається з атомів одного і того ж хімічного елемента, то електронна пара (одна або кілька) однаковою мірою належить цим атомам. У цьому випадку ковалентний зв'язок є неполярною чи нейтральною, і утворені молекули теж є неполярними. Якщо молекула складається з атомів різних хімічних елементів, то електронна пара буде зміщена у бік атома з більшою електронегативністю. В результаті зміщення електронної пари центри позитивних і негативних зарядів змістяться на невідстань один від одного, ковалентний зв'язок стане полярний. Полярною чи дипольною стане сама молекула. Наприклад, молекула води полярна, оскільки електронні пари між атомом кисню та двома атомами водню зміщені у бік атома кисню, як більш ЕО. За наявності полярних ковалентних зв'язків можуть утворюватися і неполярні молекули, якщо дипольні моменти врівноважують одна одну (тобто якщо молекула побудована симетрично).
Іонний зв'язок– ґрунтується на електростатичній взаємодії між протилежно зарядженими іонами. Вона характерна для з'єднань металів з неметалами, а також для іонних кристалів. Найбільш яскравими представниками з'єднань з іонним зв'язком є галогеніди лужних металів, хоча й у них хімічний зв'язок не повністю іонний.
Неполярні, полярні та іонні молекули є безперервний перехід. Кордон між полярним ковалентним і іонним зв'язком - суто умовна. Принципової різниці у механізмі утворення зв'язків немає, оскільки природа хімічного зв'язку єдина - електрична.
Металевий зв'язокзустрічається в з'єднаннях металів. При взаємодії одна з одною валентні енергетичні зони атомів перекриваються, утворюючи загальну зону з вільними підрівнями. Це дає можливість валентним електронам вільно переміщатися у межах цієї зони (електронний газ). Відбувається узагальнення валентних електронів в обсязі всього кристала.
Молекулярний (фізичний) зв'язок- Взаємодія нейтральних молекул (або атомів) на основі слабких електростіатичних сил (вандерваальсова взаємодія). Цей зв'язок менш міцний, ніж хімічний.
Основними типами кристалічних структур є атомні, металеві, іонні та молекулярні.
Ковалентні кристалимають високу температуру плавлення, твердість, малу електропровідність і великі показники заломлення. Атомну будову мають прості напівпровідники (селен, германій, кремній та ін.), у вузлах решітки яких знаходяться атоми. Зв'язок має яскраво виражену спрямованість.
Іонні кристалимають високу температуру плавлення та випаровування, високий модуль пружності. Спрямованість зв'язку призводить до високої твердості та відсутності пластичності. У вузлах решітки іонних кристалів чергуються позитивно та негативно заряджені іони. При нормальній температурі іони відносно міцно утримуються у вузлах решітки, у зв'язку з цим електропровідність іонних кристалів дуже мала; вона здійснюється за рахунок дефектів будови та іонів домішки.
При розчиненні (наприклад, у воді) або розплавленні такий кристал розпадається на вільні іони і стає провідником другого роду, а при випаровуванні - на молекули, залишаючись діелектриком.
Металеві кристали (метали). Метали пластичніші і менш тверді, ніж ковалентні та іонні кристали, що пояснюється природою металевого зв'язку і більш щільною структурою. У вузлах кристалічних ґрат знаходяться позитивно заряджені іони металу – катіони, пов'язані між собою узагальненими електронами. Метали мають хорошу тепло-і електропровідність за рахунок вільних електронів. Метали непрозорі, вони добре відбивають випромінювання, тобто. мають блиск.
Молекулярні кристалимають низькі Т плавлення та Т випаровування, т.к. енергія зв'язку невелика. Οʜᴎ - діелектрики, т.к. побудовані з нейтральних електрично молекул, і на відміну від металів прозорі для електромагнітного випромінювання. Мала енергія зв'язку визначає також низький модуль пружності кристалів і невеликі коефіцієнти теплового розширення. Механічні характеристики їх низькі.
Молекулярні речовини
Молекулярні речовини- це речовини, найдрібнішими структурними частинками яких є молекули
Молекули- найменша частка молекулярної речовини, здатна існувати самостійно і зберігає її хімічні властивості. Молекулярні речовини мають низькітемператури плавлення та кипіння і знаходяться у стандартних умовах у твердому, рідкому або газоподібному стані.
Wikimedia Foundation. 2010 .
Дивитись що таке "Молекулярні речовини" в інших словниках:
Спектри випромінювання, поглинання та комбінаційного розсіювання світла (ВРХ), що належать вільним або слабо пов'язаним між собою молекулам. Типові М. с. смугасті, вони спостерігаються у вигляді сукупності більш-менш вузьких смуг в УФ, видимій і… Фізична енциклопедія
Спрямовані потоки молекул або атомів, що рухаються у вакуумі практично без зіткнення один з одним та з молекулами залишкових газів. М. та а. п. дозволяють вивчити властивості отд. ч ц, нехтуючи ефектами, зумовленими зіткненнями, крім ... Фізична енциклопедія
Кристали, утворені з молекул, пов'язаних один з одним слабкими ван дер ваальсовими силами (див. Міжмолекулярна взаємодія) або водневим зв'язком. Усередині молекул між атомами діє міцніший ковалентний зв'язок. Фазові перетворення … Вікіпедія
Кристали, утворені з молекул, пов'язаних один з одним слабкими ван дер ваальсовими силами або водневим зв'язком (див. МІЖМОЛЕКУЛЯРНА ВЗАЄМОДІЯ, МІЖАТОМНА ВЗАЄМОДІЯ). Усередині молекул між атомами діє міцніша, зазвичай… Фізична енциклопедія
Великий Енциклопедичний словник
МОЛЕКУЛЯРНІ КРИСТАЛИ,. кристали, у вузлах кристалічної решітки яких розташовуються молекули речовини, пов'язані з іншим слабкими або ван дер ваальсовими силами (див. МІЖМОЛЕКУЛЯРНА ВЗАЄМОДІЯ) або водневим зв'язком (див. ВОДОРОДНА……). Енциклопедичний словник
Речовини поверхнево-активні аніоноактивні- Речовини поверхнево-активні аніоновоактивні – різновид поверхнево-активних речовин; являють собою високо молекулярні органічні кислоти (нафтенові, сульфонафтенові та ін), солі лужноземельних та важких металів, … Енциклопедія термінів, визначень та пояснень будівельних матеріалів
Мікропористі тіла, вибірково поглинаючі з навколишнього середовища речовини, розміри молекул яких менші за розміри мікропор. До них відносяться природні та синтетичні цеоліти. Молекулярні сита дозволяють виробляти адсорбційний поділ. Енциклопедичний словник
Оптичні спектри випромінювання, поглинання та розсіювання світла, що належать вільним або слабко пов'язаним молекулам. Складаються зі спектральних смуг і ліній, структура і розташування яких типові для молекул, що їх випускають. Виникають за… Енциклопедичний словник
Книги
- Структура полімерів – від молекул до наноансамблів. Навчальний посібник, Рамбіді Микола Георгійович. Молекулярна структура багато в чому визначає властивості речовини та шляхи її практичних застосувань. Параметри структури полімерних молекул, що містять десятки та сотні тисяч різних атомів, що містяться в...
