Урок №8. Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Кристаллические решетки

Молекулярные вещества

Молекулярные вещества - это вещества, мельчайшими структурными частицами которых являются молекулы

Молекулы - наименьшая частица молекулярного вещества, способная существовать самостоятельно и сохраняющая его химические свойства.

Молекулярные вещества имеют низкие температуры плавления и кипения и находятся в стандартных условиях в твердом, жидком или газообразном состоянии.

Например, Вода - жидкость, t_пл=0°С; t_кип=100°С

Вода – самое известное и весьма распространенное вещество на нашей планете: поверхность Земли на ³/₄ покрыта водой, человек на 65 % состоит из воды, без воды невозможна жизнь, так как в водном растворе протекают все клеточные процессы организма. Вода – молекулярное вещество. Это одно из немногих веществ, которое в природных условиях встречается в твердом, жидком и газообразном состояниях, и единственное вещество, для которого в каждом из этих состояний есть свое название. Особенностями строения воды вызваны ее необычные свойства. Например, при замерзании вода увеличивается в объеме, поэтому лед плавает в своем расплаве – жидкой воде, а наибольшая плотность воды наблюдается при 4 ^oС, поэтому зимой большие водоемы до дна не промерзают. На свойствах воды основана и сама шкала температур Цельсия (0 ^o – температура замерзания, 100 ^o – температура кипения). С причинами этих явлений и с химическими свойствами воды вы познакомитесь позже.

Немолекулярные вещества

Немолекулярные вещества - это вещества, мельчайшими структурными частицами которых являются атомы или ионы.

Немолекулярные вещества находятся в стандартных условиях в твердом агрегатном состоянии и имеют высокие температуры плавления и кипения.

Например, Поваренная соль - твердое вещество, t_пл=801°С; t_кип=1465°С; Железо

Железо – серебристо-белый, блестящий, ковкий металл. Это немолекулярное вещество. Среди металлов железо занимает второе место после алюминия по распространенности в природе и первое место по значению для человечества. вместе с другим металлом – никелем – оно образует ядро нашей планеты. Чистое железо не имеет широкого практического применения. Знаменитая Кутубская колонна, расположенная в окрестностях Дели, высотой около семи метров и весом 6,5 т, имеющая возраст почти 2800 лет (она поставлена в IX в. до н. э.) – один из немногих примеров использования чистого железа (99,72 %); возможно, что именно чистотой материала и объясняется долговечность и коррозионная устойчивость этого сооружения.

В виде чугуна, стали и других сплавов железо используется буквально во всех отраслях техники. Его ценные магнитные свойства используются в генераторах электрического тока и электромоторах. Железо является жизненно необходимым элементом для человека и животных, так как оно входит в состав гемоглобина крови. При его недостатке клетки тканей получают недостаточно кислорода, что ведет к очень тяжелым последствиям.

Для большинства веществ характерна способность в зависимости от условий находиться в одном из трёх агрегатных состояний: твёрдом, жидком, газообразным.

Например, вода при нормальном давлении в интервале температур 0-100°С является жидкостью, при температуре выше 100°С находится в газообразном состоянии, а при температуре ниже 0°С является твёрдым веществом.

В твёрдом состоянии для веществ характерны аморфное и кристаллическое строение.

Характерной особенностью аморфных тел является отсутствие определенной температуры плавления, то есть отсутствует четкий переход от твердого состояния к жидкому: при нагревании аморфное тело становится только более текучим. К аморфным относят смола, воск, парафин, стекло, большинство пластмасс и т.д.

Для кристаллических веществ характерна конкретная температура плавления, т.е. вещество с кристаллическим строением переходит из твёрдого состояния в жидкое не постепенно, а резко, при достижении конкретной температуры, например, сахар, лёд, поваренная соль. Если скорость роста кристаллов мала при охлаждении – образуется стеклообразное состояние (аморфное).

Разница в физических свойствах аморфных и кристаллических твёрдых веществ обусловлена строением. В аморфном веществе отсутствует порядок в расположение частиц.

Таким образом, в случае кристаллических веществ можно говорить о таком понятии, как кристаллическая решётка.

При низких температурах, когда тепловое движение затруднено, частицы строго ориентируются в пространстве и образуют кристаллическую решётку.

Кристаллическая решетка – это пространственный каркас, соединяющий точки пространства, в которых находятся частицы, образующие кристалл

В самой кристаллической решетке различают узлы – точки пространства, в которых находятся частицы, образующие кристалл и меж узловое пространство.

В зависимости от того, какие частицы в узлах кристаллической решётки, различают: молекулярную, атомную, ионную и металлические кристаллические решётки.

Между положением элемента в периодической системе и кристаллической решёткой его соответствующего простого вещества существует тесная взаимосвязь.

Выполните задания по данной теме:

1. Какой тип кристаллической решётки у следующих широко используемых в быту веществ: вода, уксусная кислота (CH₃COOH), сахар (C₁₂H₂₂O₁₁), калийное удобрение (KCl), речной песок (SiO₂) – температура плавления 1710⁰C, аммиак (NH₃), поваренная соль? Сделайте обобщённый вывод: по каким свойствам вещества можно определить тип его кристаллической решётки?

2. По формулам приведённых веществ: SiC, CS₂, NaBr, C₂H₂ - определите тип кристаллической решётки (ионная, молекулярная) каждого соединения и на основе этого опишите физические свойства каждого из четырёх веществ.

3. Тренажёр "Тестовые задания"

4. Тест (самоконтроль):

A. Вещества, имеющие молекулярную кристаллическую решётку, как правило:

a). тугоплавки и хорошо растворимы в воде

б). легкоплавки и летучи

в). Тверды и электропроводны

г). Теплопроводны и пластичны

B. Понятия «молекула» не применимо по отношению к структурной единице вещества:

a). вода

б). кислород

в). алмаз

г). озон

C. Атомная кристаллическая решётка характерна для:

a). алюминия и графита

б). серы и йода

в). оксида кремния и хлорида натрия

г). алмаза и бора

D. Если вещество хорошо растворимо в воде, имеет высокую температуру плавления, электропроводно, то его кристаллическая решётка:

а). молекулярная

б). атомная

в). ионная

г). металлическая