1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Речовини немолекулярної будови

Речовини немолекулярної будови

Всі речовини складаються з атомів, які формують структуру (форму, розміри і т.п.) за допомогою стійких зв’язків. При цьому структурна решітка фізичного тіла може складатися або з окремих атомів, або з окремих однотипних груп атомів – молекул. По виду будови речовини прийнято поділяти на два різних класи: на речовини молекулярного і немолекулярного будови.

Що таке будова речовини

Перелічимо основні наукові факти, виходячи з яких все речовини мають ту чи іншу будову та агрегатний стан (твердий, рідкий або газоподібний):

  • Всі фізичні об’єкти складаються з дуже дрібних частинок – молекул;
  • Молекули, в свою чергу, складаються з ще менших частинок – атомів;
  • Атоми складаються з позитивно зарядженого ядра, що включає в себе протони і негативно заряджені електрони. Згідно планетарної моделі Резерфорда електрони обертаються навколо ядра по певних орбітах;
  • Частинки речовини знаходяться в безперервному, хаотичному русі;
  • Взаємодія частинок обумовлено електромагнітним взаємодією: при видаленні друг від друга відбувається тяжіння, а при щільному зближенні – відштовхування. У рівноважному стані сили відштовхування і тяжіння дорівнюють один одному.

Немолекулярні речовини

Речовини, що складаються з однакових молекул, кожна з яких має в своєму складі один і той же набір атомів, називаються молекулярними речовинами. До речовин немолекулярного будови відносяться речовини, що складаються або з одиночних атомів, або з іонних сполук. Наведемо деякі приклади речовин немолекулярного будови:

атомні:

  • Алмаз (C – вуглець);
  • Бінарні сполуки неметалів (SiO2 – окис кремнію, SiC – карбід кремнію);
  • Рубін (Al2O3);
  • Кремній (Si);
  • Метали: Na, Cu, Fe.

Іонні сполуки:

  • Солі (NaCl – кухонна сіль, сульфат калію – K2SO4,);
  • Їдкий натр, сода, флюорит;
  • Гідриди (LiH);
  • Оксиди (CaO, MgO, FeO);
  • Підстави (NaOH, KOH).

Немолекулярні речовини в звичайних умовах знаходяться в твердому агрегатному стані. Їх кристалічна решітка являє собою правильне, регулярне розташування частинок, з яких вони складаються: атомів або іонів у вузлах кристалічної решітки. Кристалічні решітки немолекулярних речовин бувають трьох типів:

  • атомні;
  • іонні;
  • металеві.

Атомні кристалічні решітки

Атомними називають решітки, у вузлах яких розташовані поодинокі атоми. У ґратах цього типу атоми пов’язані між собою міцними ковалентними зв’язками. Яскравим прикладом речовини з такою гратами служить алмаз.

Це мінерал (частина гірничорудної породи), який є однією з модифікацій вуглецю – С (хімічна формула). Елементарна комірка алмазу є кубом. У вершинах знаходиться по одному атому. Крім цього, в кожній грані по одному атому і ще чотири – всередині куба. Атоми з’єднані дуже міцними ковалентними зв’язками. Така структура і “упаковка” вважається найбільш щільною. Завдяки цьому досягаються високі характеристики твердості.

Крім високої твердості речовини з атомної кристалічною решіткою характеризуються високими температурами плавлення (у алмазу Тплав = 35000С) і низьку розчинність.

Після спеціальної обробки (ограновування) алмази перетворюють в найпопулярніші ювелірні прикраси – діаманти. У промисловості алмази знаходять своє застосування як абразиви (матеріали для обробки поверхні) і міцних покриттів для інструментів. До речі, незважаючи на високу твердість алмаз досить крихкий – його можна зруйнувати різким ударним впливом.

Металеві кристалічні решітки

У вузлах цих решіток розташовані атоми і іони (атоми перетворюються в іони, віддаючи електрони зі своїх зовнішніх орбіт). Така будова визначає основні фізичні властивості металів: пластичність, ковкість, високі показники тепло- і електропровідності, непрозорість і властивий металам блиск.

Металева і атомна кристалічні решітки дуже схожі, але, тим не менше, їх фізичні властивості істотно різняться. Наприклад, на відміну від речовин з атомними (типу алмазу) всі метали мають високу електропровідність і теплопровідність. Тип зв’язку в цих решітках називається металевим. До цих речовин відносяться всі метали (Fe, Hg, Cu, Na і т.д.) і металеві сплави.

Іонні кристалічні решітки

У вузлах йонних кристалічних решіток розташовані негативно і позитивно заряджені іони, між якими утворюються окремий тип зв’язків – іонний. Іони можуть бути як прості (Na +, Cl), так і складні (SiO42-, OH). Іонні кристалічні решітки характерні для оксидів і гідрооксидів металів. Наприклад, решітка вживається нами щодня кухонної солі являє собою куб, з чергуються в вузлах позитивними іонами Na+ і негативними Cl.

Металеві зв’язку характеризуються високою стійкістю. В наслідок цієї речовини з цим типом решітки мають високі показники твердості і міцності. Іонні сполуки мають високі температури кипіння і плавлення. Однак, багато іонні речовини добре розчиняються у воді.

Приклади іонних речовин: Хлорид натрію (NaCl), селітра (NH4NO3), сірчанокислий алюміній (Al2 (SO4) 3), ісландський шпат (CaCO3).

Ісландський шпат володіє великим набором корисних оптичних властивостей. Він використовується більш ніж в двохстах типах оптичних приладах:

  • мікроскопах;
  • поляриметрії;
  • калориметрах;
  • спектрофотометрах;
  • далекомірах;
  • цукрометрах;
  • лазерах і т. д.

 Що ми дізналися?

Отже, ми дізналися, що до речовин з немолекулярною будовою відносяться тверді речовини, що складаються або з однакових атомів, або з іонів різних атомів, розташованих у вузлах кристалічної решітки. Немолекулярні речовини в зазвичай знаходяться в твердому агрегатному стані. Кристалічні решітки немолекулярних речовин бувають трьох типів: атомні, іонні і металеві.

ПОДІЛИТИСЯ: