W naturze wszystko składa się z chemikaliów. One z kolei mają złożoną strukturę, której nie da się określić gołym okiem. Jak powinny być ułożone najmniejsze cząstki, aby związek chemiczny przybrał stan gazowy, ciekły lub stały? Zależy to od jego sieci krystalicznej i wiązań między atomami.
Chemia kryształów
Z kursu szkolnego wiadomo, że substancje składają się z cząsteczek, a one z atomów. Kryształ to ciało stałe, które w normalnych warunkach przyjmuje postać symetrycznego wielościanu. Sole mogą być w stanie krystalicznym, gdy spełnione są warunki niezbędne do ich wystąpienia (na przykład określona temperatura). Główną rolę w takich przemianach odgrywa struktura badanej substancji chemicznej. Jego stan skupienia i siła zależy od sieci krystalicznej.
Rodzaje sieci krystalicznych
- Ionic.
- Metal.
- Molekularny.
- Nuklearny.
Charakterystyka
Istota pierwszego typu opiera się na dobrze znanym fakcie: dodatnio naładowane jony są przyciągane do ujemnie naładowanych, tworząc rodzaj ich gęstej akumulacji, a jednocześnie odpowiedniej sieci krystalicznej, atomy, w których są połączone wiązaniem jonowym.
W przeciwieństwie do poprzedniego, metal jest kryształem, w którym atomy są ze sobą luźno związane. Tutaj każdy z nich otoczony jest wieloma innymi tego samego rodzaju. Takie połączenie między metalami może wystąpić tylko wtedy, gdy są one w stanie stałym lub ciekłym, ponieważ w stanie gazowym składają się z cząsteczek monoatomowych, w których atomy nie są ze sobą połączone.
Molekularny to kryształ, w którym cząsteczki są utrzymywane razem tylko dzięki siłom oddziaływań międzycząsteczkowych (np. wiązania wodorowe w wodzie). Cząsteczki przyciągają się do siebie ładunkami częściowymi (od „+” do „-” i odwrotnie), co skutkuje interakcją dipol-dipol. Jeśli robi się to za pomocą polaryzacji cząstek, to następuje przesunięcie chmur elektronów do centrum jądra atomowego. Takie oddziaływanie nazywa się indukcyjnym i charakteryzuje się pojawieniem się kruchej molekularnej sieci krystalicznej.
Kryształ atomowy to bardzo silne ciało. Dominuje tu silne kowalencyjne wiązanie polarne. Takie substancje nie rozpuszczają się w wodzie i są bezwonne. Dobrze znanym przykładem jest diament, który po prostu ma atomową sieć krystaliczną. Pomimo tego, żediament, grafit i sadza mają ten sam wzór, są różnymi modyfikacjami alotropowymi. Ich różnicę w sile wyjaśniają różne wiązania atomów węgla w krysztale.
