Образование и разрушение кристаллов

Энергия кристаллической решётки характеризует прочность связи между частицами, образующими кристалл, то есть это энергия, которую нужно приложить для разрушения кристаллической решётки и удаления составляющих её частиц на такое расстояние, при котором не происходит из взаимодействия.

Чем больше энергия кристаллической решётки, тем прочнее кристалл. NaCl (771кДж), KJ (687 кДж), поэтому кристаллы NaCl более прочны, чем KJ.

Кристаллические решётки разрушаются при плавлении, испарении и растворении кристаллов твёрдых веществ, с затратой энергии (теплоты), которая зависит от энергии кристаллической решётки.

При плавлении твёрдых веществ переходит в жидкое при определённой температуре, называемой температурой плавления.

Испарение твёрдых тел называют возгонкой или сублимацией. При этом твёрдые вещества переходят в газообразное состояние, минуя жидкую фразу: испарение йода, нафталина, льда зимой (высыхание белья на морозе). При помощи сублимационной сушки консервируют мясо: его замораживают, а затем подвергают обезвоживанию под глубоким вакуумом.

Растворимость твердых веществ зависит от энергии кристаллической решётки и от взаимодействия частиц решётки с молекулами растворителя. При одинаковых условиях лучше растворяется то вещество, энергия кристаллической решётки которого меньше.

Кристаллы образуются при остывании расплавов солей, металлов, при выпаривании насыщенных растворов.

Иногда кристаллы вещества могут образовываться из паров, например, образование снега зимой из водяных паров. Чтобы начался процесс кристаллизации, необходимо наличие центров кристаллизации, вокруг которых идёт рост кристаллов из растворов или газов. Центрами могут быть зародышевые кристаллы данного вещества или даже пылинки посторонних веществ, причём они могут самопроизвольно возникать в данной среде или их вносят извне в качестве затравки. Например, в производстве сахара в пересыщенный раствор его в качестве затравки вносится сахарная пудра. Нежелательна кристаллизация сахара в сиропах и вареньях, винной кислоты в винах, кристаллизация стекла.

Вопросы для самопроверки:

1. При каких условиях свойства реального газа приближаются к свойствам идеального?

2. Можно ли безгранично сжимать реальный газ?

3. Каков физический смысл постоянных в уравнении состояния идеального газа?

4. Можно ли, зная температуру и давление, определить число молекул в единице объема?

5. Чем обусловлена малая сжимаемость жидкостей?

6. Как влияет на свойства жидкости образование водородной связи между молекулами?

7. Чем объяснить, что с повышением температуры уменьшаются поверхностное натяже-

ние и вязкость?

8. По каким признакам можно отличить кристаллическое тело от аморфного?

9. В чем состоит основное различие в строении кристаллических и аморфных тел?

10. Почему при быстром охлаждении жидкости она переходит не в кристаллическое, а в

аморфное состояние?

11. Чем отличается полиморфизм от изоморфизма?

12. В стальном баллоне емкостью 25 л находится кислород под давлением 80 атм при 18

^оС. Определите массу кислорода.