Typy krystalových mřížek. Druhy krystalových mřížek z kovů

19. 6. 2019

Při provádění mnoha fyzikálních a chemických reakcí přechází látka do agregace v pevném stavu. Současně mají molekuly a atomy tendenci se usadit v takovém prostorovém uspořádání, aby interakční síly mezi částicemi látky byly co možná nejvíce vyvážené. Tím se dosáhne pevnosti pevného tělesa. Atomy, jakmile obsadily určitou pozici, vytvářejí malé oscilační pohyby, jejichž amplituda závisí na teplotě, ale jejich pozice ve vesmíru zůstává pevná. Síly přitažlivosti a odpuzování se navzájem vyrovnají v určité vzdálenosti.

Moderní představy o struktuře hmoty

Moderní věda tvrdí, že atom se skládá z nabitého jádra, které nese kladný náboj, a elektronů, které nesou záporné náboje. S rychlostí několika tisíc bilionů otáček za sekundu se elektrony otáčejí ve svých oběžných drahách a vytvářejí oblak elektronů kolem jádra. Pozitivní náboj jádra se číselně rovná zápornému náboji elektronů. Takže atom hmoty zůstává elektricky neutrální. Možné interakce s jinými atomy nastávají, když se elektrony oddělí od nativního atomu, čímž narušuje elektrickou rovnováhu. V jednom případě jsou atomy uspořádány v určitém pořadí, které se nazývá krystalová mřížka. V jiném, kvůli komplexní interakci jader a elektronů, se spojují do molekul různých typů a složitosti. typy chemických vazebních mřížek

Definice krystalové mřížky

Celkově jsou různé typy krystalových mřížek látek mřížky s různou prostorovou orientací, v uzlech kterých jsou ionty, molekuly nebo atomy. Tato stabilní geometrická prostorová poloha se nazývá krystalová mřížka hmoty. Vzdálenost mezi uzly jediné krystalové buňky se nazývá perioda identity. Prostorové úhly, ve kterých jsou umístěny uzly buňky, se nazývají parametry. Podle způsobu vytváření vazeb může být krystalová mřížka jednoduchá, základna-centrovaná, zaměřená na obličej a zaměřená na tělo. Pokud jsou částice hmoty umístěny pouze v rohových rovinách rovnoběžnosti, taková mřížka se nazývá jednoduchá. Příklad takové mřížky je uveden níže: typy krystalových mřížek

Pokud jsou částice látky kromě uzlů umístěny ve středu prostorových úhlopříčků, potom se taková konstrukce částic ve substanci nazývá krystalová mřížka na těle. Na obrázku je tento typ zobrazen vizuálně. typy krystalových mřížek látek

Je-li vedle uzlů na vrcholech mřížky uzel a na místě, kde se protínají imaginární úhlopříčky rovnoběžnosti, pak máte typ mříže na středové ploše. chemické typy krystalových mřížek

Typy krystalových mřížek

Různé mikročástice, které tvoří látku, určují různé typy krystalových mřížek. Mohou určit princip budování vztahu mezi mikročásticemi uvnitř krystalu. Fyzikální typy krystalových mřížek - iontové, atomové a molekulární. To také zahrnuje různé typy krystalové mřížky kovy. Studium principů vnitřní struktury prvků v chemii. Typy krystalových mřížek jsou uvedeny podrobněji níže.

Ionické krystalové mříže

Datové typy krystalické mřížky jsou přítomné ve sloučeninách s typem iontové vazby. V tomto případě mříže obsahují ionty s protilehlým elektrickým nábojem. Vzhledem k elektromagnetickému poli jsou silové interakce mezi ionty poměrně silné a to způsobuje fyzikální vlastnosti látky. Obvyklé vlastnosti jsou odolnost, hustota, tvrdost a schopnost provádět elektrický proud. Iontové typy krystalových mřížek jsou přítomny v látkách, jako je sůl, dusičnan draselný a další. fyzické typy krystalových mřížek

Atomové krystalické mříže

Tento druh struktury látky je vlastně prvků, jejichž struktura je určena kovalentní chemickou vazbou. Typy krystalových mřížek tohoto typu obsahují oddělené atomy v uzlech, které jsou propojeny silnými kovalentních vazeb. Podobný typ vazby nastává, když dva identické atomy "sdílejí" elektrony, čímž vytvářejí společný pár elektronů pro sousední atomy. Kvůli této interakci kovalentní vazby rovnoměrně a pevně váží atomy v určitém pořadí. Chemické prvky, které obsahují atomové typy krystalových mřížek, mají tvrdost, vysokou teplotu tání a špatné chování elektrického proudu a chemicky neaktivní. Klasické příklady prvků s podobnou vnitřní strukturou zahrnují diamant, křemík, germanium a bór.

Molekulární mříže

Látky s molekulárním typem krystalové mřížky jsou systémem stabilních, interaktivních, těsně uzavřených molekul, které se nacházejí v místech krystalové mřížky. V těchto sloučeninách si molekuly zachovávají svou prostorovou polohu v plynné, kapalné a pevné fázi. Na místech krystalu jsou molekuly drženy slabými van der Waalsovými silami, které jsou desítkykrát slabší než síly interakce iontů. typ molekulární mřížky

Krystalotvorné molekuly mohou být jak polární, tak nepolární. Kvůli spontánnímu pohybu elektronů a oscilací jader v molekulách se elektrická rovnováha může posunout - tak dochází k okamžitému elektrickému dipólovému momentu. Správně orientované dipoly vytvářejí atraktivní síly v mříži. Oxid uhličitý a parafín jsou typickými příklady prvků s molekulární mříží.

Kovové krystalové mříže

Kovová vazba je pružnější a plastově než iontová, i když se může zdát, že oba jsou založeny na stejném principu. Typy krystalových mřížek kovů vysvětlují své typické vlastnosti - například mechanickou pevnost, tepelnou a elektrickou vodivost a tavitelnost.

Charakteristickým znakem kovové krystalové mřížky je přítomnost pozitivně nabitých kovových iontů (kationtů) v místech této mřížky. Mezi uzly jsou elektrony, které se přímo podílejí na vytváření elektrického pole kolem mřížky. Počet elektronů pohybujících se uvnitř této krystalové mřížky se nazývá elektronový plyn. typy kovových mřížek Při nepřítomnosti elektrického pole mají volné elektrony chaotický pohyb, náhodně interagující s mřížkovými ionty. Každá taková interakce mění hybnost a směr pohybu záporně nabité částice. Elektrony v jejich elektrickém poli přitahují kationy k sobě, vyrovnávají vzájemné odpuzování. Přestože jsou elektrony považovány za volné, jejich energie nestačí k opuštění krystalové mřížky, takže tyto nabité částice jsou vždy v mezích.

Přítomnost elektrického pole dodává elektronovému plynu dodatečnou energii. Spojení s ionty v krystalové mřížce kovů není trvanlivé, takže elektrony snadno opouštějí své hranice. Elektrony se pohybují podél elektrických linek a zanechávají kladně nabité ionty.

Závěry

Chemie věnuje velkou pozornost studiu vnitřní struktury hmoty. Typy krystalových mřížek různých prvků určují téměř celé spektrum jejich vlastností. Tím, že působí na krystaly a mění svou vnitřní strukturu, je možné dosáhnout zlepšení požadovaných vlastností látky a odstranit nežádoucí převést chemické prvky. Studium vnitřní struktury okolního světa tak může pomoci poznat podstatu a principy struktury vesmíru.

Přečtěte si další

Rozšíření je rozšíření?