Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Зависимость свойств веществ от их состава и строения

Большинство веществ в твердом состоянии имеют кристаллическое строение. Оно (в отличие от аморфного) характеризуется упорядоченным взаимным расположением частиц. Если частицы, образующие кристалл, соединить линиями – получим т.н. кристаллическую решетку. На пересечении линий, в узлах решетки, находятся частицы. Физические свойства твердых веществ, главным образом, определяются тем, какие частицы – молекулы, атомы или ионы – находятся в узлах решетки.

Различают четыре типа кристаллических решеток: молекулярные, атомные, ионные и металлические.

Молекулярная кристаллическая решетка характерна для веществ молекулярного строения, мельчайшими структурными частицами которых являются молекулы.

Из молекул состоят вещества с полярной или неполярной ковалентной связью: большинство органических веществ, N₂, O₂, СО₂, I₂, S₈, HCl, H₂O, HNO₃ и т.п.

В твердом состоянии вещества молекулярного строения образуют молекулярную кристаллическую решетку.

Внутри молекул атомы связаны прочными ковалентными связями, но между молекулами действуют слабые силы межмолекулярного притяжения. Отсюда общие физические свойства веществ с молекулярной решеткой:

– летучесть;

– низкие температуры плавления и кипения;

– малая твердость.

Атомная кристаллическая решетка. В этом случае в узлах решетки атомы, связанные между собой очень прочными ковалентными связями.

Атомную решетку имеют многие простые вещества – неметаллы: углерод, кремний, бор, германий; многие оксиды, например SiO₂; многие карбиды и нитриды.

Вещества атомного строения имеют:

– очень большую твердость;

– чрезвычайно высокие температуры плавления и кипения;

– низкую реакционную способность, они не растворимы в воде.

Ионная кристаллическая решетка характерна для соединений с ионной связью. В узлах решетки находятся катионы и анионы, как простые (Na⁺, Fe³⁺, Cl^–), так и сложные (NH₄⁺, OH^–, SO₄^2–). Связь между катионами и анионами прочная, ионная, поэтому вещества ионного строения имеют:

– высокие температуры плавления и кипения;

– высокая твердость, хрупкость.

Так как эти вещества состоят из ионов, многие растворимы в полярных растворителях, например в воде. Ионные вещества являются электролитами – их растворы и расплавы проводят ток.

Ионное строение имеют неорганические и органические соли, основания, оксиды и гидриды щелочных и щелочноземельных металлов.

Металлическая кристаллическая решетка характерна для металлов – веществ с металлической химической связью. В узлах таких решеток находятся атомы и катионы металлов, связанные между собой обобществленными электронами. Такое внутреннее строение определяет общие физические свойства металлов: ковкость, пластичность, электро- и теплопроводность, характерный металлический блеск.

Контрольные задания по Теме 2

Первый пример решения контрольного задания

Выберите два вещества, в которых присутствует ковалентная неполярная связь.

1) I₂

2) NO

3) CO

4) H₂

5) SiO₂

Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.

Решение:

Смотри страницу 4:

Если ковалентная связь возникает между атомами одного элемента, то общая электронная пара в равной степени принадлежит обоим атомам. Электронные облака каждого атома распределяются симметрично относительно этих атомов. В этом случае связь неполярна. Если ковалентная связь возникает между атомами разных элементов, то электронное облако связи смещается к атому с большей электроотрицательностью: в молекуле HCl от водорода к хлору, в молекуле H₂O от водорода к кислороду, в молекуле SO₃ от серы к кислороду, в ионе IO₃^– от йода к кислороду и т.д. Такая связь полярна, даже если элементы незначительно отличаются по электроотрицательности

Ответ:

Второй пример решения контрольного задания

Выберите два вещества, в которых присутствует ионная связь.

1) H₂S

2) NH₃

3) H₂O

4) NaCl

5) КOH

Запишите в поле ответа номера выбранных пар веществ.

Решение:

Смотри страницу 4:

Ионная связь имеет место, если атомы, образующие связь, резко отличаются по электроотрицательности. Ионная связь возникает