Введение, Характеристика вещества в твердом состоянии. - Свойства веществ в твердом состоянии

Цель занятия: Изучить свойства веществ в твердом состоянии, рассмотреть типы кристаллических решеток, сущность явления проводимости.

Характеристика вещества в твердом состоянии.

Твердые вещества характеризуются следующими показателями: расстояния между частицами (атомами, молекулами) соизмеримы с их размерами, потенциальная энергия частиц значительно превосходит кинетическую, частицы находятся в тепловом колебательном движении.

Твердые вещества делятся на аморфные и кристаллические.

Таблица 1.1 Общая характеристика аморфных и кристаллических веществ

Аморфное состояние

(стеклообразное)

Кристаллическое состояние

Ближний порядок расположения частиц

Изотропность физических свойств

Отсутствие конкретной точки плавления

Термодинамическая нестабильность (большой запас внутренней энергии)

Текучесть

Примеры: органические полимеры - стекло, вар, янтарь и т. д.

Дальний порядок расположения частиц

Анизотропность физических свойств

Конкретная температура плавления и кристаллизации

Термодинамическая устойчивость (малый запас внутренней энергии)

Обладают элементами симметрии

Примеры: углерод (алмаз, графит), твердые соли, металлы, сплавы.

Геометрическая форма кристалла - это следствие его внутреннего строения, которое характеризуется определенным расположением частиц в пространстве, обуславливающим структуру и свойства данного кристалла (пространственная кристаллическая решетка).

Основные параметры кристаллических решеток описаны в таблице 1.2

Таблица 1.2 Параметры кристаллической решетки (к. р.)

Параметры

Определения
    1. Энергия кристаллической решетки, кДж/моль 2. Константа к. р. (d,[Ao]) 3. Координационное число

Энергия, которая выделяется при образовании 1моль кристалла из микрочастиц (атомов, молекул, ионов), находящихся в газообразном состоянии и удаленных друг от друга на расстояние, исключающее их взаимодействие

Наименьшее расстояние между центрами 2-х частиц в кристалле, соединенных химической связью

Число частиц, окружающих в пространстве центральную частицу, связанных с ней химической связью

В зависимости от вида частиц, находящихся в узлах кристаллической решетки и типа связи между ними, кристаллы бывают различных типов (см. табл. 1.3). кристаллический аморфный электропроводимость

Таблица 1.3 Типы кристаллов и их свойства

Тип кристалла (по типу хим. связи)

Вид частиц в узлах к. р.

Тип связи между частицами

Основные свойства кристаллов

Примеры веществ

Молекулярные

Неполярные или полярные молекулы

Межмолекулярные силы; водородные связи

Низкая теплопроводность и электропроводимость, низкая химическая прочность и темп. плавл.; высокая летучесть

Твердые галогены, СН4, Н2, СО2(кр.), Н2О (кр), N2(кр.)

Ковалентные (атомные)

Атомы одного или разных элементов

Ковалентные связи

Высокая температура плавл., твердость и механ. Прочность; широкий диапазон электропроводности: от изоляторов (алмаз) и полупроводников (Ge, Si) до электронных проводников (Sn)

Кристаллы простых и сложных веществ элементов 3-й и 4-й групп главных подгр.

Салм, Si, Ge, Snc, SiC, AlN, BN и др.

Ионные

Простые и сложн. ионы

Ионная св. - электростатическое взаимодействие

Промежуточное положение между молекулярными и ковалентными кристаллами; как правило, хор. растворимы в полярн. расторит.; диэлектрики

NaCl, CaF2, LiNO3, CaO и др.

Металлические

Атомы и ионы металлов

Металлическая связь

Ковки, пластичны; высокие тепло - и электропроводимость непрозрачность, металич. блеск

Чистые металлы и сплавы

Похожие статьи




Введение, Характеристика вещества в твердом состоянии. - Свойства веществ в твердом состоянии

Предыдущая | Следующая