Агрегатное состояние вещества
Агрегатные (от лат. Aggrego - присоединяю) состояния вещества - состояния одного и того же вещества в различных интервалах (перерывах) температур и давлений.
Агрегатными состояниями принято считать газообразное, жидкое и твердое. Для некоторых веществ существует еще и состояние «плазмы». Простейшими примерами существования одной и той же вещества в этих трех агрегатных состояниях, которые наблюдаются в повседневной жизни, с лед, вода и водяной пар. Невидимая водяной пар всегда присутствует и в окружающем нас воздухе. Вода существует в интервале температур от О градусов до 100 ° С, лед - при температурах, ниже О градусов. При температурах выше 100 ° С и нормальном атмосферном давлении, молекулы воды существуют только в газообразном состоянии - в виде водяного пара. Вода, лед и водяной пар это одно и то же вещество с химической формулой h2O
Различные агрегатные этапы существуют в каждой вещества. Отличаются они не молекулами, а тем, как эти молекулы расположены и как движутся
10.Кристалическое состояние вещества. Типы кристаллических решеток. Основные характеристики элементарной КР.
Кристаллическая решетка — пространственная структура, характеризующаяся упорядоченным расположением атомов, молекул или ионов. Большинство веществ в твердом состоянии образует кристаллическую решетку. В зависимости от природы частиц, находящихся в воображаемых узлах кристаллической решетки, и от того, какие силы взаимодействия между ними преобладают, различают атомные, молекулярные, ионные и металлические решетки.
Молекулярные кристаллические решетки.
Молекулярными называются кристаллические решетки, в узлах которых находятся молекулы. Такие решетки при обычных условиях имеют: иод (I2), кристаллическая сера (S8), лед (H2O), сахароза (C12H22O11), нафталин (C10H8) и др. При очень низких температурах и высоких давлениях кристаллические решетки образуют также водород (H2), азот (N2), хлороводород (HCl) и другие ковалентные соединения. Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах значительно слабее ковалентных и ионных связей. Поэтому молекулярные кристаллы плавятся при низких температурах, имеют высокую летучесть. Вещества с молекулярной кристаллической решеткой относят к веществам молекулярного строения.
Атомные кристаллические решетки.
Атомными называются кристаллические решетки, в узлах которых находятся атомы, связь между которыми ковалентная. Такие решетки образуют как простые вещества, например, алмаз, графит, так и сложные, например, кремнезем (кварц, SiO2) и др. Благодаря наличию прочных ковалентных связей атомы надежно удерживаются в узлах кристаллической решетки. Такие вещества в стандартных условиях твердые, нелетучие, с высокой температурой плавления, они практически не растворяются в воде. Вещества с атомной кристаллической решеткой, как и с ионной, относят к веществам немолекулярного строения, их химическая формула выражает не состав молекулы, а количественное отношение между атомами в целом кристалле. Обычно состав веществ немолекулярного строения выражают формульной единицей. Например, запись SiO2 означает, что в кристалле кварца на каждый атом кремния приходится два атома кислорода.
Ионные кристаллические решетки.
Ионными называются кристаллические решетки, в узлах которых находятся заряженные частицы — ионы, которые связаны прочными ионными связями. Такие решетки имеют все соли, основания, многие оксиды металлов и др. Сильное взаимное притяжение разноименных ионов обеспечивает устойчивость кристаллической решетки. Такие вещества в стандартных условиях твердые, нелетучие, с высокой температурой плавления, однако многие из них хорошо растворяются в воде. Вещества с ионной кристаллической решеткой, как и с атомной, относят к веществам немолекулярного строения. Их химическая формула также выражает не состав молекулы, а количественное отношение между ионами в целом кристалле. Обычно состав веществ немолекулярного строения выражают формульной единицей, например, запись NaCl означает, что в кристалле хлорида натрия на каждый катион натрия Na+ приходится один хлорид-ион Cl–. Хотя на самом деле каждый катион окружен шестью анионами и, наоборот, вокруг каждого аниона размещается 6 катионов. Поэтому для таких веществ правильнее использовать термин «формульная единица» вместо «формула».
Металлические кристаллические решетки.
Металлическими называются кристаллические решетки, в узлах которых находятся катионы металлов, а в пространстве между ними непрерывно перемещаются свободные обобществленные электроны («электронный газ»). Электроны электростатически притягивают катионы металлов, обеспечивая стабильность кристаллической решетки. Общность строения кристаллических решеток у всех металлов определяет наличие у них общих физических свойств: пластичности (ковкости), высокой электро- и теплопроводности, металлического блеска. Важнейшим химическим свойством металлов является их восстановительная активность — способность отдавать электроны при реакциях с простыми и сложными веществами, т.е. переходить в катионы.
Характеристика:
Элементарная ячейка — в геометрии, физике твёрдого тела и минералогии, в частности при обсуждении кристаллической решётки, минимальная ячейка, отвечающая единичной решёточной точке структуры с трансляционной симметрией в 2D, 3D или других размерностях. Фактически это минимальный воображаемый объём кристалла, параллельные переносы (трансляции) которого в трёх измерениях позволяют построить трёхмерную кристаллическую решётку в целом.
Содержимое элементарной ячейки позволяет охарактеризовать всю структуру минерала . Часть структуры, охватываемая элементарной ячейкой, состоит из атомов, удерживаемых вместе благодаря электронным связям. Такие мельчайшие ячейки, бесконечно повторяющиеся в трехмерном пространстве, образуют кристалл. Элементарная ячейка не является физическим телом, её можно передвигать по структуре параллельно самой себе, независимо от выбора начала координат ячейка будет содержать те же атомы в прежних количествах, так как структура периодична. Элементарная ячейка и представляет собой такой минимальный период в трёх измерениях.
Применяемые в кристаллографии элементарные ячейки имеют вид параллелепипедов, их форма и размер определяются заданием трёх некомпланарных трансляций (векторов) решётки, то есть трёх не лежащих в одной плоскости ребер ячейки. Ячейка полностью определяет решётку. Обратное неверно: в одной и той же решётке выбор ячейки может совершаться по-разному.
Ячейка, построенная на трёх кратчайших некомпланарных трансляциях решётки, называется основной ячейкой. Объём такой ячейки минимален, она содержит всего один узел кристаллической решётки, и относится поэтому к примитивным ячейкам. Нередко такая ячейка оказывается низкосимметричной, при том, что симметрия самой структуры выше. В таком случае выбирают другую, высокосимметричную ячейку большего объёма, с дополнительными узлами решётки (непримитивная, или центрированная ячейка).
При помощи рентгеноструктурного анализа определяются размеры элементарной ячейки минерала, его сингонию, вид симметрии и пространственную группу симметрии, а также расшифровывают кристаллическую структуру.
return false">ссылка скрыта11.Классификация кристаллов по типу связей. Жидкие кристаллы
Ионная связь - образуется между разноименно заряженными ионами веществ. В узлах кристаллической решетки - ионы. Энергия взаимодействия кулоновская.
Гетерополярная связь- связь между правильно чередующимися в узлах кристаллической решетки положительными и отрицательными ионами. Общее свойство - диэлектрики, высокие точки плавления и большая теплота сублимации.
Ковалентная связь - характерна для кристаллической решетки полупроводников. Химическая связь между нейтральными атомами. гомеополярная связь.
Обшей характерные свойства - высокие температуры плавления и теплота сублимации, высокая механическая прочность, малая электропроводность.
Водородная связь - происходит между молекулами содержащими атом водорода(лед, HF);
Ван-дер-Вальсова связь - В узлах кристаллической решетки находятся молекулы, и связь между ними Ван-дер-Вальсова. Силы дипольно-ориентационные или дисперсионные. Свойства кристалла% низкие точки плавления, связь слабая, кристалл не прочный.
Металлическая связь- в этих кристаллах общие для всей кристаллической решетки электроны выполняют роль клея. Свойства прочность, электропроводность.
Анизотропия - свойство характерное для всех кристаллов, неодинаковость свойств по разным направлениям.
Она проявляется из-за различного расстояния между молекулами в кристалле по разным направлениям.
Жидкие кристаллы (сокращённо ЖК) — это фазовое состояние, в которое переходят некоторые вещества при определенных условиях (температура, давление, концентрация в растворе). Жидкие кристаллы обладают одновременно свойствами как жидкостей (текучесть), так и кристаллов (анизотропия). По структуре ЖК представляют собой вязкие жидкости, состоящие из молекул вытянутой или дискообразной формы, определённым образом упорядоченных во всем объёме этой жидкости. Наиболее характерным свойством ЖК является их способность изменять ориентацию молекул под воздействием электрических полей, что открывает широкие возможности для применения их в промышленности. По типу ЖК обычно разделяют на две большие группы: нематики и смектики. В свою очередь нематики подразделяются на собственно нематические и холестерические жидкие кристаллы