Серия «Веселая Химия»

Металлическая кристаллическая решетка - структура в узлах которой находятся атом-ионы металла, связанные общим электронным облаком.

Физические свойства:

1. Пластичность. Металлы могут менять свою форму при внешнем воздействии, потому что атом-ионы внутри электронного облака могут смещаться относительно друг друга.

2. Ковкость. При нагревании электронное облако ослабевает, поэтому атом-ионы начинают активнее перемещаться, в этом состоянии металлу можно придать форму, а затем, в результате охлаждения, электронное облако восстанавливается, а форма сохраняется.

3. Металлический блеск. Свободные электроны, поглощая фотоны света, переходят в возбуждённое состояние, а затем возвращаются в исходное, излучая фотон, схожий с поглощенным.

4. Теплопроводность. Свободные электроны в электронном облаке способны хорошо переносить тепло.

5. Электропроводность. Электрический ток - направленное движение заряженных частиц. Если заставить свободные электроны смещаться в одном направлении, то появится электрический ток.

Представители: металлы.

Молекулярная кристаллическая решетка - структура в узлах которой находятся молекулы, связанные друг с другом силами Ван-дэр-Ваальса.

Если в молекуле есть сильно полярные участки, например ковалентная полярная связь между атомами водорода и кислорода, то между молекулами возникают дополнительные водородные связи.

Физические свойства:

Температуры плавления и кипения таких веществ сильно зависят от двух показателей:

1. Масса молекулы: если масса молекулы до 150, то такие вещества обычно находятся в газообразном состоянии при нормальных условиях, если от 150 до 200, то вещество будет жидким, если больше 200, то твердым. Например, азот, молекулы которого имеют массу 28, газообразный, бром, масса молекулы - 160, жидкий, сера, масса молекулы - 256, твердая (при н.у.)

2. Полярность молекулы: если молекула имеет возможность образовать водородные связи, то при нормальных условиях агрегатное состояние вещества смещается на один пункт в сторону твердого. Например вода, масса которой всего 18, при нормальных условиях жидкая.

Представители: неметаллы, оксиды неметаллов, кислоты, органические вещества.

Ионная кристаллическая решетка - структура в узлах которой находятся разноимённо заряженные ионы, связанные друг с другом электромагнитными силами.

Физические свойства:

1. Хрупкость. Электромагнитные силы работают только на небольшом расстоянии, поэтому, если ионы отдалить друг от друга достаточно, то решетка нарушается.

2. Высокая температура плавления. Повышение температуры слабо влияет на электромагнитные силы между ионами.

Представители: вещества содержащие в себе атомы металлов и неметаллов (соли, основания, оксиды).

Атомная кристаллическая решетка - структура в узлах которой расположены атомы, связанные друг с другом ковалентными химическими связями.

Физические свойства:

1. Высокая твердость. Атомы связаны прочными ковалентными связями, которые тяжело разрушить.

2. Высокая температура плавления. Атомы связаны прочными ковалентными связями, которые тяжело разрушить, даже при повышении температуры.

Представители: C(алмаз), SiO₂(кварц, песок) и др.

Вещество - это форма существования материи отличная от поля.

Вся материя делится на две части: поля, состоящие из волн, и вещества, состоящие из частиц (атомов, ионов, молекул).

Отличить вещество от поля достаточно легко: если что-то можно потрогать, то это вещество, если нет, то поле.

Основной характеристикой вещества является агрегатное состояние.

Газообразное состояние характеризуется свободным хаотичным движением частиц. Газы не могут сохранять ни объем, ни форму.

Жидкое состояние характеризуется медленно движущимися частицами, которые то образуют связи друг с другом, то разрушают, то образуют новые. Жидкости сохраняют объем, но не способны сохранять форму.

Твердое состояние характеризуется почти полным отсутствием движения частиц. Все частицы должны быть взаимосвязаны различными силами. Твердые вещества сохраняют как форму, так и объем. Внутренняя структура твердого вещества называется кристаллической решеткой.

Металлическая химическая связь - это химическая связь образуемая между атом-ионами металлов за счёт общего электронного облака.

Любые металлы легко могут отдать свой электрон, при этом атом становится положительным ионом, а электроны могут находиться в пространстве между атомами, при этом свободные электроны могут притянуться к положительно заряженному иону и вернуть его в состояние атома. А так как положение электронов носит вероятностный характер, то вероятность его нахождения у атома и вне его никогда не равна нулю. Получается, атом металла имеет электрон на своей орбитали и не имеет его с определенной вероятностью одновременно, поэтому он одновременно и атом, и ион, такие частицы принято называть атом-ионы.

Электроны вне атома находятся в определенном месте тоже с некоторой вероятностью, поэтому объединяются в электронное облако.

Выходит, что отрицательный заряд электронного облака равен положительному заряду атом-ионов, и атом-ионы удерживаются электронным облаком.

Ионная химическая связь - химическая связь между разнозаряженными ионами.

Когда разница электроотрицательностей атомов значительна, чаще всего у металлов и неметаллов более электроотрицательный атом (неметалл) забирает электроны у менее электроотрицательного (металла). При этом оба атома стремятся получить электронную конфигурацию инертного газа.

Возникающие при этом ионы за счёт избытка или недостатка электронов принимают заряды, соответствующие количеству избыточных (отрицательный) или недостающих (положительный) электронов.

Между разноимённо заряженными ионами возникают электромагнитные силы.