Врсте кристалних решетки. Врсте кристалних решетки метала

Приликом обављања многих физичких и хемијских реакција, супстанца прелази у чврсто агрегатно стање. Истовремено, молекули и атоми теже да се смире у тако просторном поретку да би силе интеракције између честица супстанце биле што уравнотеженије. Тиме се постиже чврстоћа. Атоми, једном заузети одређену позицију, праве мале осцилаторне покрете, чија амплитуда зависи од температуре, али њихов положај у простору остаје фиксиран. Снаге привлачења и одбијања уравнотежују једна другу на одређеној удаљености.

Модерне идеје о структури материје

Модерна наука тврди да се атом састоји од набијеног језгра које носи позитиван набој, и електрона који носе негативне набоје. Са брзином од неколико хиљада трилиона обртаја у секунди, електрони ротирају у својим орбитама, стварајући електронски облак око језгра. Позитивни набој језгра је нумерички једнак негативном набоју електрона. Дакле, атом материје остаје електрично неутралан. Могуће интеракције са другим атомима јављају се када се електрони одвоје од природног атома, чиме нарушавају електрични баланс. У једном случају, атоми су распоређени у одређеном реду, који се назива кристална решетка. У другом, због комплексне интеракције језгара и електрона, они се спајају у молекуле различитих типова и сложености.

Дефиниција кристалне решетке

У агрегату, различити типови кристалних решетки супстанци су решетке различите просторне оријентације, у чијим чворовима постоје јони, молекули или атоми. Ова стабилна геометријска просторна позиција назива се кристална решетка материје. Удаљеност између чворова једне кристалне ћелије назива се период идентитета. Просторни углови на којима се налазе чворови ћелије називају се параметри. Према методи изградње веза, кристалне решетке могу бити једноставне, базне, центриране према средини и центриране ка телу. Ако се честице материје налазе само у угловима паралелепипеда, таква решетка се назива једноставна. Пример такве мреже је приказан испод:

Ако се, осим чворова, честице неке супстанце налазе у средини просторних дијагонала, онда се таква конструкција честица у супстанци назива кристална решетка усмерена на тело. На слици је овај тип приказан визуелно.

Ако, осим чворова на врховима решетке, постоји чвор и на месту где се крижају имагинарне дијагонале паралелепипеда, онда имате решеткасти тип решетке.

Врсте кристалних решетки

Различите микрочестице које чине супстанцу одређују различите врсте кристалних решетки. Они могу одредити принцип изградње односа између микрочестица унутар кристала. Физички типови кристалних решетки - јонски, атомски и молекуларни. То укључује и различите типове цристал латтицес метали. Проучавање принципа унутрашње структуре елемената укључених у хемију. Типови кристалних решетки су детаљније приказани у наставку.

Јонске кристалне решетке

Типови података кристалне решетке су присутне у једињењима са типом јонске везе. У овом случају, решеткаста места садрже јоне са супротним електричним набојем. Због електромагнетног поља, силе интер-јонске интеракције су прилично јаке, што узрокује физичке особине супстанце. Уобичајене карактеристике су ватросталност, густоћа, тврдоћа и способност вођења електричне струје. Јонски типови кристалних решетки су присутни у супстанцама као што су сол, калијум нитрат и друго.

Атомиц Цристаллине Латтицес

Ова врста структуре материје је својствена елементима чија је структура одређена ковалентном хемијском везом. Типови кристалних решетки ове врсте садрже одвојене атоме у чворовима, који су међусобно повезани јаким ковалентне везе. Сличан тип везе настаје када два идентична атома "деле" електроне, формирајући тако заједнички пар електрона за сусједне атоме. Због ове интеракције ковалентне везе равномерно и снажно везују атоме одређеним редом. Хемијски елементи који садрже атомске типове кристалних решетки, имају тврдоћу, високу тачку топљења, лоше понашање електрична струја и хемијски неактивни. Класични примери елемената са сличном унутрашњом структуром укључују дијамант, силикон, германијум и бор.

Молекуларне решетке

Супстанце које имају молекуларни тип кристалне решетке су систем стабилних, интеракционих, блиских молекула који се налазе на местима кристалне решетке. У таквим једињењима, молекули задржавају свој просторни положај у гасној, течној и чврстој фази. У чворовима кристала, молекуле држе слаби ван дер Ваалсови сили, који су десет пута слабији од сила ионске интеракције.

Молекули који стварају кристале могу бити и поларни и неполарни. Због спонтаног кретања електрона и осцилација језгара у молекулима, електрична равнотежа се може помакнути - тако настаје тренутни електрични диполни моменат. Правилно оријентисани диполи стварају привлачне силе у решетки. Карбон диоксид и парафин су типични примјери елемената с молекуларном решетком.

Металне кристалне решетке

Метална веза је флексибилнија и пластичнија од ионске, иако се може чинити да се оба темеље на истом принципу. Типови кристалних решетки метала објашњавају њихове типичне особине - као што су, на пример, механичка чврстоћа, топлотна и електрична проводљивост и топљивост.

Карактеристична карактеристика кристалне решетке метала је присуство позитивно наелектрисаних металних јона (катиона) на местима ове решетке. Између чворова су електрони који су директно укључени у стварање електричног поља око решетке. Број електрона који се крећу унутар те кристалне решетке назива се електронски гас. У одсуству електричног поља, слободни електрони изводе каотично кретање, насумично у интеракцији са решеткастим јонима. Свака таква интеракција мења момент и смер кретања негативно набијене честице. Електрони у свом електричном пољу привлаче катионе за себе, балансирајући свој међусобни одбој. Иако се електрони сматрају слободнима, њихова енергија није довољна да напусти кристалну решетку, тако да су те наелектрисане честице увијек у његовим границама.

Присуство електричног поља даје додатну енергију електронском гасу. Веза са јонима у кристалној решетки метала није дуготрајна, па електрони лако напуштају њене границе. Електрони се крећу дуж енергетских водова, остављајући иза себе позитивно наелектрисане јоне.

Закључци

Хемија велику пажњу посвећује проучавању унутрашње структуре материје. Типови кристалних решетки различитих елемената одређују скоро читав спектар њихових својстава. Дјелујући на кристале и мијењајући њихову унутарњу структуру, могуће је постићи побољшање жељених својстава твари и уклонити непожељне, конвертирајуће кемијске елементе. Стога, проучавање унутрашње структуре околног света може помоћи да се сазна суштина и принципи структуре универзума.