У природі все складається з хімічних речовин. Вони, в свою чергу, мають складну структуру, яку не можна визначити неозброєним оком. Як же повинні розташуватися найдрібніші частинки, щоб хімічна сполука прийняло газоподібний, рідкий або твердий стан? Це залежить від його кристалічної решітки і зв’язку між атомами.
Хімія кристалів
Зі шкільного курсу відомо, що речовини складаються з молекул, а вони – з атомів. Кристал – це тверде тіло, при звичайних умовах приймає форму симетричного багатогранника. У кристалічному стані можуть перебувати солі при виконанні для їх виникнення необхідних вимог (наприклад, певної температури). Головну ж роль у подібних перетвореннях відіграє будова досліджуваного хімічної речовини. Від того, яка у нього кристалічна решітка, залежить його агрегатний стан і міцність.
Види кристалічних решіток
- Іонна.
- Металева.
- Молекулярна.
- Атомна.
Характеристика
Сутність першого виду ґрунтується на відомому факті: позитивно заряджені іони притягуються до негативно зарядженим, утворюючи своєрідне щільне їх скупчення, а разом з тим і відповідну кристалічну решітку, атоми якої пов’язані іонним зв’язком.
На відміну від попереднього, металевий – це кристал, де атоми пов’язані один з одним нещільно. Тут кожен з них оточений безліччю інших таких же. Така зв’язок між металами може виникати тільки в тому випадку, якщо вони знаходяться в твердому або рідкому стані, так як в газоподібному вони складаються з одноатомних молекул, де атоми один з одним не пов’язані.
Молекулярний – це кристал, в якому частинки утримуються поруч лише завдяки силам міжмолекулярної взаємодії (наприклад, водневі зв’язки у води). Молекули притягуються одна до одної частковими зарядами («+» на «-» і навпаки), в результаті чого виникає диполь-дипольне взаємодія. Якщо це здійснюється за допомогою поляризації частинок, то відбувається зміщення електронних хмар до центру ядра атома. Така взаємодія називається індукційним і характеризується виникненням неміцною молекулярної кристалічної решітки.
Атомний кристал – це дуже міцне тіло. Тут переважає міцний ковалентний полярний зв’язок. Такі речовини не розчиняються у воді і не мають запаху. Відомим прикладом може послужити алмаз, який володіє атомною кристалічною гратами. Незважаючи на те, що алмаз, графіт і сажа мають однакову формулу, вони являють собою різні алотропні модифікації. Їх різниця в міцності пояснюється різними зв’язками атомів вуглецю в кристалі.
