Кристаллическое вещество и его строение

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Кристаллическое строение вещества 4
1.1 Молекулярные кристаллы 4
1.2 Атомно-ковалентные кристаллы 8
1.3 Ионные кристаллы 9
1.4 Металлические кристаллы и связь 12
1.5 Кристаллы со смешанными связями 13
2. Основные свойства кристаллического вещества 15
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 17
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 18

1. Кристаллическое строение вещества
Большинство твердых тел находится в кристаллическом состоянии, характеризующееся дальним порядком, т.е. трехмерной периодичностью структуры по всему объему твердого тела (кристаллической решеткой). Кристаллические вещества имеют определенную температуру плавления, энергию и постоянную кристаллической решетки и координационное число. Координационным числом называется число частиц, которые непосредственно примыкаются к данной частице в кристалле. Постоянная решетки характеризует расстояние между центрами частиц, которые занимают узлы в кристалле. Энергия кристаллической решетки - это энергия, которая необходима для разрушения одного моль кристалла кристаллического вещества и удаления частиц за пределы их взаимодействия. По природе частиц в узлах кристаллической решетки и природе химических связей между ними все кристаллы делятся на атомно-ковалентные, молекулярные, ионные и металлические.
...

1.1 Молекулярные кристаллы
В узлах кристаллической решетки кристаллического вещества находятся устойчивые молекулы, сохраняющие индивидуальность не только в газообразной, но и в твердой и жидкой фазах.
Молекулы кристаллического вещества удерживаются в узлах решетки молекулярных кристаллов довольно слабыми вандерваальсовыми силами, природа которых сводится к взаимодействию между молекулярными диполями кристаллического вещества.
Различают три вида взаимодействия молекул кристаллического вещества молекулярных кристаллов, которые связаны силами Ван-дер-Ваальса.
1. Если молекулы молекулярных кристаллов являются электрическими диполями, то силы электростатического взаимодействия между ними будут стремиться расположить молекулы молекулярных кристаллов в определенном порядке, которому соответствует минимум потенциальной энергии системы (Рисунок 1.1). Такой тип взаимодействия полярных молекул молекулярных кристаллов, который зависит от их ориентации, называется ориентационным.
...

1.2 Атомно-ковалентные кристаллы
Ковалентные кристаллы кристаллического вещества можно подразделить на два типа: молекулярные и макро-молекулярные (координационные).
Молекулярные кристаллы кристаллического вещества состоят из молекул, которые удерживаются в определенных положениях кристаллической решетки слабыми межмолекулярными силами (вандер-ваальсовыми силами) либо водородными связями молекулярных кристаллов. Мы уже приводили примеры подобных молекулярных кристаллов выше.
В качестве другого примера рассмотрим кристалл кристаллического вещества иода. Он имеет гранецентрированную кубическую структуру (Рисунок 1.4).

Рис. 1.4 – Кристаллическая структура кристаллического вещества йода
Узлы его кристаллической решетки заняты двухатомными молекулами иода I2. Решетка иода удерживается как единое целое слабыми вандерваальсовыми силами.

Рис. 1.
...

1.3 Ионные кристаллы
Ионы, из которых состоят ионные кристаллы кристаллического вещества, удерживаются вместе электростатическими силами. Поэтому структура кристаллической решетки ионных кристаллов должна обеспечивать их электрическую нейтральность.
На Рисунках 1.5 и 1.6 схематически изображены важнейшие типы кристаллических решеток ионных кристаллов кристаллического вещества и приведены подробные сведения о ионных кристаллах. Так, в кристаллической решетке хлорида цезия (Рисунок 1.6) каждый ион Cs+ окружен восемью ионами Cl" и, следовательно, имеет координационное число восемь.

Рис. 1.6 – Кристаллическая структура кристаллического вещества хлорида Цезия

Аналогично каждый ион Cl- окружен восемью ионами Cs+, то есть тоже имеет координационное число восемь. Поэтому считается, что кристаллическая решетка ионных кристаллов хлорида цезия имеет координацию восемь к восьми. Кристаллическая решетка хлорида натрия имеет координацию шесть к шести (Рисунок 1.6).
...

2. Основные свойства кристаллического вещества

Основными свойствами кристаллов кристаллического вещества являются их однородность, анизотропность, способность самоограняться и симметричность.
Однородным обычно называют тело (кристаллическое вещество), обнаруживающее одинаковые свойства во всех своих частях. Кристаллическое тело кристаллического вещества однородно, так как различные участки его имеют одинаковое строение, то есть одинаковую ориентировку слагающих частиц кристаллического вещества, которые принадлежат одной и той же пространственной решётке. Однородность кристалла кристаллического вещества следует отличать от однородности жидкости, либо газа, имеющий статистический характер.
Анизотропным называется такое кристаллическое вещество однородное тело (Рисунок 2.1), которое обладает неодинаковыми свойствами по непараллельным направлениям.

Рис. 2.
...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проделанной работы выполнены все задачи для достижения поставленной цели: рассмотрены молекулярные кристаллы кристаллического вещества, атомно-ковалентные кристаллы, ионные кристаллы кристаллического вещества, металлические кристаллы и связь, кристаллы со смешанными связями, а также основные свойства кристаллического вещества.
Из вышеизложенного материала необходимо сделать несколько выводов: во-первых, в зависимости от того, из каких частицы построена кристаллическая решетка кристаллического вещества и каков характер химической связи между ними, выделяют различные типы кристаллов кристаллического вещества; во-вторых, кристаллическое вещество имеет строго закономерное (ретикулярное) строение; в-третьих, к кристаллическим веществам относят все металлы и металлические сплавы.
Стоит заметить, что классификация кристаллических решеток кристаллического вещества отвечает предельным случаям.
...