Struktura molekularna ma Jaka substancja ma strukturę molekularną

Struktura molekularna ma Jaka substancja ma strukturę molekularną
Struktura molekularna ma Jaka substancja ma strukturę molekularną
Anonim

Jak wiadomo, chemia zajmuje się badaniem struktury i właściwości substancji, a także ich wzajemnych przemian. Ważne miejsce w charakterystyce związków chemicznych zajmuje pytanie, z jakich cząstek się składają. Mogą to być atomy, jony lub cząsteczki. W ciałach stałych wchodzą w węzły sieci krystalicznych. Struktura molekularna zawiera stosunkowo niewielką liczbę związków w stanie stałym, ciekłym i gazowym.

struktura molekularna ma
struktura molekularna ma

W naszym artykule podamy przykłady substancji charakteryzujących się molekularnymi sieciami krystalicznymi, a także rozważymy kilka rodzajów oddziaływań międzycząsteczkowych charakterystycznych dla ciał stałych, cieczy i gazów.

Dlaczego musisz znać strukturę związków chemicznych

W każdej gałęzi ludzkiej wiedzy można wyróżnić grupę fundamentalnych praw, na których opiera się dalszy rozwój nauki. w chemii- to jest teoria M. V. Łomonosow i J. D alton, wyjaśniając atomową i molekularną budowę materii. Jak ustalili naukowcy, znając strukturę wewnętrzną, można przewidzieć zarówno właściwości fizyczne, jak i chemiczne związku. Cała ogromna ilość substancji organicznych sztucznie syntetyzowanych przez człowieka (tworzywa sztuczne, leki, pestycydy itp.) ma z góry określone cechy i właściwości, które są najbardziej wartościowe dla jego potrzeb przemysłowych i domowych.

struktura molekularna ciał
struktura molekularna ciał

Wiedza o cechach budowy i właściwościach związków jest potrzebna przy prowadzeniu odcinków kontrolnych, testów i egzaminów z chemii. Na przykład na proponowanej liście substancji znajdź prawidłowe odpowiedzi: jaka substancja ma strukturę molekularną?

  • Cynk.
  • Tlenek magnezu.
  • Diament.
  • Naftalen.

Prawidłowa odpowiedź to: cynk ma strukturę molekularną, podobnie jak naftalen.

Siła oddziaływania międzycząsteczkowego

Udowodniono eksperymentalnie, że struktura molekularna jest charakterystyczna dla substancji o niskich temperaturach topnienia i niskiej twardości. Jak wytłumaczyć kruchość sieci krystalicznych tych związków? Jak się okazało, wszystko zależy od siły łącznego oddziaływania cząstek znajdujących się w ich węzłach. Ma charakter elektryczny i nazywa się oddziaływaniem międzycząsteczkowym lub siłami van der Waalsa, które opierają się na oddziaływaniu na siebie przeciwnie naładowanych cząsteczek - dipoli. Okazało się, że istnieje kilka mechanizmów ich powstawania,w zależności od charakteru samej substancji.

struktura molekularna ciała stałego
struktura molekularna ciała stałego

Kwasy jako związki o składzie cząsteczkowym

Roztwory większości kwasów, zarówno organicznych, jak i nieorganicznych, zawierają cząstki polarne, które są zorientowane względem siebie z przeciwnie naładowanymi biegunami. Na przykład w roztworze kwasu solnego HCl występują dipole, między którymi zachodzą oddziaływania orientacyjne. Wraz ze wzrostem temperatury cząsteczki kwasu chlorowodorowego, bromowodorowego (HBr) i innych kwasów zawierających chlorowiec zmniejszają efekt orientacji, ponieważ ruch termiczny cząstek zakłóca ich wzajemne przyciąganie. Oprócz powyższych substancji strukturę molekularną mają sacharoza, naftalen, etanol i inne związki organiczne.

Jak powstają indukowane naładowane cząstki

Wcześniej rozważaliśmy jeden z mechanizmów działania sił Van der Waalsa, zwany interakcją orientacyjną. Oprócz substancji organicznych i kwasów zawierających halogen, tlenek wodoru, woda ma strukturę molekularną. W substancjach składających się z niepolarnych, ale podatnych na tworzenie dipoli cząsteczek, takich jak dwutlenek węgla CO2, można zaobserwować pojawienie się indukowanych cząstek naładowanych - dipoli. Ich najważniejszą właściwością jest zdolność do wzajemnego przyciągania się dzięki pojawieniu się elektrostatycznych sił przyciągania.

Struktura molekularna gazu

W poprzednim podtytule wspomnieliśmy o złożonym dwutlenku węgla. Każdy z jego atomów tworzy wokół siebie pole elektryczne, które indukuje:polaryzacja na atom pobliskiej cząsteczki dwutlenku węgla. Zmienia się w dipol, który z kolei staje się zdolny do polaryzacji innych cząstek CO2. W rezultacie cząsteczki są do siebie przyciągane. Oddziaływanie indukcyjne można również zaobserwować w substancjach składających się z cząstek polarnych, jednak w tym przypadku jest ono znacznie słabsze niż orientacyjne siły van der Waalsa.

struktura molekularna ma tlenek
struktura molekularna ma tlenek

Interakcja dyspersyjna

Zarówno same atomy, jak i tworzące je cząstki (jądro, elektrony) są zdolne do ciągłego ruchu obrotowego i oscylacyjnego. Prowadzi to do pojawienia się dipoli. Jak wynika z badań mechaniki kwantowej, natychmiastowe występowanie podwójnie naładowanych cząstek zachodzi synchronicznie zarówno w ciałach stałych, jak i w cieczach, tak że końce cząsteczek znajdujących się w pobliżu okazują się mieć przeciwne bieguny. Prowadzi to do ich przyciągania elektrostatycznego, zwanego interakcją dyspersyjną. Jest charakterystyczny dla wszystkich substancji, z wyjątkiem tych, które są w stanie gazowym i których cząsteczki są jednoatomowe. Jednak siły van der Waalsa mogą powstać np. podczas przejścia gazów obojętnych (hel, neon) w fazę ciekłą w niskich temperaturach. Zatem struktura molekularna ciał lub cieczy determinuje ich zdolność do tworzenia różnego rodzaju oddziaływań międzycząsteczkowych: orientacyjnych, indukowanych lub dyspersyjnych.

Co to jest sublimacja

Struktura molekularna ciała stałego, np. kryształy jodu,powoduje tak ciekawe zjawisko fizyczne jak sublimacja - ulatnianie się cząsteczek I2 w postaci fioletowych par. Występuje z powierzchni substancji w fazie stałej, z pominięciem stanu ciekłego.

jaka substancja ma strukturę molekularną
jaka substancja ma strukturę molekularną

Ten spektakularny wizualnie eksperyment jest często przeprowadzany w szkolnych salach lekcyjnych chemii, aby zilustrować cechy strukturalne sieci krystalicznych molekularnych i związane z nimi właściwości związków. Zwykle są to niska twardość, niska temperatura topnienia i wrzenia, słaba przewodność cieplna i elektryczna oraz lotność.

Praktyczne wykorzystanie wiedzy o budowie substancji

Jak widzieliśmy, można ustalić pewną korelację między rodzajem sieci krystalicznej, strukturą i właściwościami związku. Dlatego, jeśli znamy cechy substancji, to dość łatwo przewidzieć cechy jej struktury i składu cząstek: atomów, cząsteczek czy jonów. Uzyskane informacje mogą być również przydatne, jeśli w zadaniach z chemii konieczne jest prawidłowe dobranie substancji, które mają strukturę molekularną z pewnej grupy związków, z wyjątkiem tych, które mają sieci atomowe lub jonowe.

cynk ma strukturę molekularną
cynk ma strukturę molekularną

Reasumując, możemy stwierdzić, że za jego właściwości fizyczne i chemiczne w pełni odpowiada struktura molekularna ciała stałego, jego przestrzenna struktura sieci krystalicznych oraz układ spolaryzowanych cząstek w cieczach i gazach. W ujęciu teoretycznym właściwości związków,zawierające dipole zależą od wielkości sił oddziaływania międzycząsteczkowego. Im wyższa polaryzacja cząsteczek i im mniejszy promień tworzących je atomów, tym silniejsze siły orientacji powstają między nimi. Wręcz przeciwnie, im większe atomy tworzące cząsteczkę, tym wyższy jest jej moment dipolowy, a co za tym idzie, większe siły dyspersyjne. Zatem struktura molekularna ciała stałego wpływa również na siły oddziaływania między jego cząstkami - dipolami.

Zalecana: