КРИСТАЛНЕ ЧВРСТЕ СУПСТАНЦЕ: СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, ВРСТЕ, ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2025

У кристални талог су они чије микроскопске структуре су сортиране и поштујемо препознатљив образац за одређени решетке; на пример: кубична, шестерокутна, триклиника, ромбоедар, између осталог.

Кажу се да ове чврсте супстанце постоје као кристали, који показују фасете и геометријске дизајне који одражавају колико су унутра уредни. Остали примери кристалне чврсте супстанце су дијамант, кварц, антрацен, сув лед, калијум хлорид или магнезијум оксид.

Кристално чиста шипка смеђег шећера. Извор: Пикабаи.

Познати пар кристалних чврстих састојака је шећер и сол (НаЦл). На први поглед, обе показују беле кристале; али њихова се својства изузетно разликују. Шећер је молекуларна кристална чврста супстанца, док је сол јонска кристална чврста супстанца. Први се састоји од молекула сахарозе; и други, На ⁺ и Цл ^- јони .

Слика изнад даје поглед колико светли кристали шећера могу бити. Међутим, кристали соли нису далеко иза. Иако се шећер и сол чине као браћа, њихове структуре су различите: шећер, који је сахароза, има моноклиничку структуру; док је сол, кубична структура.

Кристална структура натријум-хлорида, НаЦл

Шећер у праху и со (глазура) остају кристално чисти; његови кристали су само добили толико мање за наше очи. Кристалност чврстоће је, дакле, дефинисана више његовом унутрашњом структуром, него спољним изгледом или светлошћу.

Структура кристалних чврстих материја

Уредне структуре кристалних чврстих материја. Извор: Габриел Боливар.

Кристалне чврсте супстанце су наручене структуре. Њихове геометријске карактеристике зависиће од типа кристалне решетке којој припадају, а која се заузврат пројектује у облику кристала (кристални систем). Горња слика илуструје два важна концепта таквих структура: периодичност и кристална зрна.

Просторни редослед честица кристалне чврсте супстанце је периодичан; то јест, понавља се изнова и изнова у свим правцима. Ово ствара свој структурни образац за сваку чврсту и кристалну решетку; на пример, овде се со и шећер почињу разликовати изван њихове хемијске природе.

У А ромбови су распоређени тако да дају већи ромб. Сваки љубичасти ромб представља честицу или скуп честица (атома, јона или молекула). Стога би се могло очекивати да ће макроскопски кристал А имати ромбоедарски изглед.

У међувремену, у Б ромбови су распоређени тако да потичу од кристалних зрнаца; ово су врло мали кристали (кристалити). За Б се каже да је поликристална чврста супстанца; то јест, настаје агломерацијом вишеструких кристалита.

Закључно, чврста супстанца може бити једноставно кристална (А) или поликристална (Б); А формира кристале, а Б поликристале.

Својства

Својства кристалних чврстих материја зависе од њихове врсте кристала. Већ је познато да су њихове структуре уредне и да такође имају тенденцију да представљају ведре особине у које се заљубљују минерали. Међутим, поменуто је да се прашкасти чврсти остатак, чак и „искључен“, такође може класификовати као кристални.

Начин на који су њихове честице просторно оријентисане омогућава им да имају нека важна својства за своју карактеризацију. На пример, кристалне чврсте супстанце су способне да дифрактују Кс-зраке, стварајући дифракционе спектре из којих се може одредити микроскопска структура кристала.

Такође, с обзиром да је структура периодична, топлота дифундује на исти начин у целој чврстини; све док не постоје нечистоће. Стога су тачке топљења за кристалну чврсту супстанцу константне и не варирају без обзира на то како се мере.

Врсте кристалних чврстих материја

Врсте кристалних чврстих тела заснивају се на основу врсте честица које чине и на основу њихових интеракција или веза. У суштини постоје четири врсте: јонска, метална, молекуларна и ковалентна мрежа.

Чак и када представљају одређени степен нечистоће, они су и даље кристални иако су њихова својства погођена и не показују исте вредности које се очекују за чисту чврсту супстанцу.

Јоника

Со је пример јонске кристалне чврсте супстанце јер је састављена од На ⁺ и Цл ^- јона . Према томе, у овој врсти чврстих материја влада јонска веза: електростатичке силе управљају структуралним редоследом.

Металик

Сви метални атоми формирају металне кристале. То значи да је, на пример, сребрна вилица конгломерат истопљених кристала сребра. Унутрашња или микроскопска структура је иста у сваком инчу предмета и остаје непромењена од дршке вилице до врха зуба.

Молекуларни

Шећер је пример молекуларне кристалне чврсте супстанце јер се састоји од молекула сахарозе. Стога је ова врста чврстих материја састављена од молекула, који својим међусобним интеракцијама (а не ковалентним везама) успевају да успоставе уређену структуру.

Ковалентне мреже

Коначно, имамо кристалне чврсте ковалентне мреже. У њима преовлађују ковалентне везе јер су оне одговорне за успостављање реда и одржавање атома снажно фиксираних у својим просторним положајима. Не говоримо о јонима, атомима или молекулама, већ о тродимензионалним мрежама.

Примери

Даље, и на крају, наводи се неколико примера за сваку од врста кристалних чврстих материја.

Јоника

Све соли су јонске чврсте материје. Исто тако, постоје сулфиди, хидроксиди, оксиди, халогениди и друга једињења која се такође састоје од јона или су њихове интеракције у основи јонске. Дакле, имамо:

-КЦл

-Цасе ₄

-Ба (ОХ) ₂

-ЦАСЕ ₄

-ФеЦл ₃

-На ₂ С

-МгО

-ЦаФ ₂

-НаХЦО ₃

- (НХ ₄ ) ₂ ЦрО ₄

Поред ових примера, огромна већина минерала се сматра јонском кристалном чврстом супстанцом.

Металик

Било који метални елемент јавља се природно као метални кристали. Неки од њих су:

-Бакар

-Ирон

-Алуминијум

-Хром

-Метални водоник (под незамисливим притисцима)

-Тунгстен

-Цирцониум

-Титанијум

-Магнезијум

-Натријум

Молекуларни

Постоји велика количина молекуларних кристалних чврстих материја. Скоро свако органско једињење које се очврсне створиће кристале ако је његова чистоћа или ако његова структура није превише замршена. Дакле, имамо:

Ледом (Х ₂ О)

-Сушени лед (ЦО ₂ )

-И ₂

-П ₄

-С ₈ (и његови полиморфи)

Антрацен

-Кладни кисеоник

-Цврсти амонијак

-Фенолфталеин

-Бензоеве киселине

Ковалентне мреже

И на крају, међу неким кристалним чврстим масама ковалентних мрежа имамо:

-Дијамант

-Графит

-На угљен-цевоводе

-Фуллеренос

-Куартз

-Силикон

-Нерманијум

-Боров нитрид

Са ове листе, угљеничне наноцевке и фулерени могу се такође сматрати молекуларним кристалним чврстим материјама. То је зато што се, иако се састоје од ковалентно повезаних атома угљеника, дефинишу јединице које се могу визуализовати као макромолекуле (фудбалске лопте и цеви).

Референце

1. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.
2. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија . (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
3. Википедиа. (2020). Кристал. Опоравак од: ен.википедиа.орг
4. Цхемистри ЛибреТектс. (16. јуна 2019). Кристалне и аморфне чврсте супстанце. Опоравак од: цхем.либретектс.орг
5. Рацхел Бернстеин и Антхони Царпи. (2020). Својства чврстих тела. Опоравак од: висионлеарнинг.цом