От частиц к свойствам материала
Химическая связь — притяжение, удерживающее атомы или ионы вместе. Кристаллическая решётка — упорядоченное трёхмерное расположение частиц в твёрдом теле. Для объяснения материала нужно определить и связь, и частицы в узлах решётки.
Цели: различать ионную, ковалентную и металлическую связь; различать ионные, молекулярные, атомные и металлические решётки; прогнозировать плавление, проводимость, твёрдость и хрупкость.
1. Три модели связи
Ионная
В модели электроны переходят, образуя противоположно заряженные ионы, связанные электростатическим притяжением. Пример: Na+ и Cl−.
Ковалентная
Атомы делят электронные пары. Равное распределение даёт неполярную связь, как в H2; неравное — полярную, как в HCl.
Металлическая
Положительные ионы металла притягиваются к подвижным делокализованным электронам. Их движение объясняет электрическую и тепловую проводимость.
2. Четыре структуры
| Решётка | Частицы и силы | Свойства | Пример |
|---|---|---|---|
| Ионная | катионы и анионы; сильное притяжение | высокая температура плавления; хрупкость; проводит в расплаве и растворе | NaCl |
| Молекулярная | молекулы; более слабые межмолекулярные силы | часто легко плавится; обычно не проводит | иод, лёд |
| Атомная | атомы связаны ковалентно во всей сети | очень твёрдая; высокая температура плавления; обычно не проводит | алмаз, SiO2 |
| Металлическая | ионы металла и делокализованные электроны | проводимость; ковкость; пластичность | Cu, Fe |
3. Алгоритм прогноза
- Определите: металл, ионы, отдельные молекулы или ковалентная сеть.
- Назовите силы, которые нужно преодолеть.
- Проверьте, могут ли заряженные частицы двигаться в данном состоянии.