NộI Dung
- Đặc điểm cấu trúc mạng tinh thể
- Năng lượng mạng kim loại
- Cấu trúc vô cơ cộng hóa trị
- Cấu trúc cộng hóa trị khác nhau
Ở cấp độ nguyên tử chất rắn có ba cấu trúc cơ bản.Các phân tử của kính và đất sét rất rối loạn không có cấu trúc hoặc mô hình lặp lại với sự sắp xếp của chúng: chúng được gọi là chất rắn vô định hình. Kim loại, hợp kim và muối tồn tại dưới dạng mạng, cũng như một số loại hợp chất phi kim loại, bao gồm các oxit silic và các dạng than chì và kim cương của carbon. Các mạng bao gồm các đơn vị lặp lại, nhỏ nhất được gọi là một ô đơn vị. Ô đơn vị mang tất cả thông tin cần thiết để xây dựng cấu trúc vĩ mô mạng có kích thước bất kỳ.
Đặc điểm cấu trúc mạng tinh thể
Tất cả các mạng được đặc trưng bởi có trật tự cao, với các nguyên tử hoặc ion cấu thành của chúng được giữ cố định tại các khoảng thời gian đều đặn. Liên kết trong mạng kim loại là tĩnh điện, trong khi liên kết trong các oxit silic, than chì và kim cương là cộng hóa trị. Trong tất cả các loại mạng tinh thể, các hạt cấu thành được sắp xếp theo cấu hình thuận lợi nhất về mặt năng lượng.
Năng lượng mạng kim loại
Kim loại tồn tại dưới dạng các ion dương trong một vùng biển hoặc đám mây của các electron được định vị. Đồng, ví dụ, tồn tại dưới dạng các ion đồng (II) trong biển electron, với mỗi nguyên tử đồng đã tặng hai electron cho biển này. Chính năng lượng tĩnh điện giữa các ion kim loại và electron tạo ra mạng tinh thể và không có năng lượng này, chất rắn sẽ là một hơi. Sức mạnh của mạng kim loại được xác định bởi năng lượng mạng tinh thể, đó là sự thay đổi năng lượng khi một mol của mạng tinh thể được hình thành từ các nguyên tử cấu thành của nó. Liên kết kim loại rất mạnh, đó là lý do tại sao kim loại có xu hướng có nhiệt độ nóng chảy cao, nóng chảy là điểm mà mạng tinh thể bị phá vỡ.
Cấu trúc vô cơ cộng hóa trị
Silicon dioxide, hay silica, là một ví dụ về mạng cộng hóa trị. Silic là tetravalent, có nghĩa là nó sẽ tạo thành bốn liên kết cộng hóa trị; trong silica mỗi liên kết này là một oxy. Liên kết silicon-oxy rất mạnh và điều này làm cho silica có cấu trúc rất ổn định với điểm nóng chảy cao. Đó là biển các electron tự do trong kim loại làm cho chúng trở thành chất dẫn điện và nhiệt tốt. Không có các electron tự do trong silicas hoặc các mạng cộng hóa trị khác, đó là lý do tại sao chúng là chất dẫn nhiệt kém hoặc điện. Bất kỳ chất nào là một chất dẫn kém đều được gọi là chất cách điện.
Cấu trúc cộng hóa trị khác nhau
Carbon là một ví dụ về một chất có cấu trúc cộng hóa trị khác nhau. Carbon vô định hình, như được tìm thấy trong bồ hóng hoặc than đá không có cấu trúc lặp lại. Than chì, được sử dụng trong các đầu bút chì và sản xuất sợi carbon, theo thứ tự nhiều hơn. Than chì bao gồm các lớp nguyên tử carbon hình lục giác có độ dày một lớp. Kim cương thậm chí còn được đặt hàng nhiều hơn, bao gồm các liên kết cacbon với nhau để tạo thành một mạng tứ diện cứng nhắc, vô cùng mạnh mẽ. Kim cương được hình thành dưới nhiệt độ và áp suất cực cao và kim cương là chất cứng nhất trong tất cả các chất tự nhiên được biết đến. Về mặt hóa học, kim cương và bồ hóng giống hệt nhau. Các cấu trúc khác nhau của các yếu tố hoặc hợp chất được gọi là phân bổ.