- Cấu trúc của chất rắn kết tinh
- Tính chất
- Các loại chất rắn kết tinh
- Ionics
- Kim loại
- Phân tử
- Mạng cộng hóa trị
- Ví dụ
- Ionics
- Kim loại
- Phân tử
- Mạng cộng hóa trị
- Người giới thiệu
Chất rắn kết tinh là những chất có cấu trúc vi mô được sắp xếp và tuân theo một mô hình đặc biệt cho một mạng tinh thể cụ thể; ví dụ: lập phương, lục giác, tam giác, hình thoi, trong số những người khác.
Những chất rắn này được cho là tồn tại dưới dạng tinh thể, hiển thị các khía cạnh và thiết kế hình học phản ánh trật tự bên trong của chúng. Các ví dụ khác về chất rắn kết tinh là kim cương, thạch anh, anthracen, đá khô, clorua kali hoặc magie oxit.
Một thanh đường nâu trong như pha lê. Nguồn: Pixabay.
Một cặp chất rắn kết tinh nổi tiếng là đường và muối (NaCl). Thoạt nhìn, cả hai đều hiển thị tinh thể màu trắng; nhưng tính chất của chúng khác nhau rất nhiều. Đường là chất rắn kết tinh phân tử, trong khi muối là chất rắn kết tinh ion. Loại đầu tiên được tạo thành từ các phân tử sucrose; và thứ hai, của các ion Na + và Cl - .
Hình ảnh trên cho ta thấy tinh thể đường sáng như thế nào. Tuy nhiên, các tinh thể muối không kém xa. Mặc dù đường và muối có vẻ là anh em nhưng cấu trúc của chúng khác nhau: đường, là sucrose, có cấu trúc đơn tà; trong khi muối, một cấu trúc lập phương.
Cấu trúc tinh thể của natri clorua, NaCl
Đường bột và muối (đóng băng) vẫn trong như pha lê; các tinh thể của nó chỉ nhỏ hơn rất nhiều đối với mắt chúng ta. Do đó, độ kết tinh của một chất rắn được xác định nhiều hơn bởi cấu trúc bên trong của nó, hơn là hình dáng bên ngoài hoặc độ sáng của nó.
Cấu trúc của chất rắn kết tinh
Cấu trúc có trật tự của chất rắn kết tinh. Nguồn: Gabriel Bolívar.
Chất rắn kết tinh có cấu trúc có trật tự. Các đặc điểm hình học của chúng sẽ phụ thuộc vào loại mạng tinh thể mà chúng thuộc về, do đó chúng được chiếu ra bên ngoài các hình dạng tinh thể (hệ tinh thể). Hình ảnh trên cùng minh họa hai khái niệm quan trọng về cấu trúc như vậy: tính tuần hoàn và hạt tinh thể.
Thứ tự không gian của các hạt của chất rắn kết tinh là tuần hoàn; nghĩa là nó lặp đi lặp lại theo mọi hướng. Điều này tạo ra mô hình cấu trúc riêng cho từng mạng rắn và mạng tinh thể; ví dụ, đây là nơi muối và đường bắt đầu phân biệt ngoài bản chất hóa học của chúng.
Ở A, các hình thoi được sắp xếp để tạo ra một hình thoi lớn hơn. Mỗi hình thoi màu tím đại diện cho một hạt hoặc một tập hợp các hạt (nguyên tử, ion hoặc phân tử). Do đó, một tinh thể vĩ mô của A có thể được mong đợi là có dạng hình thoi.
Trong khi đó, ở B các hình thoi được sắp xếp theo cách mà chúng bắt nguồn từ các hạt kết tinh; đây là những tinh thể rất nhỏ (tinh thể). B sau đó được cho là một chất rắn đa tinh thể; nghĩa là, nó được hình thành bởi sự kết tụ của nhiều tinh thể.
Kết luận, một chất rắn có thể đơn giản là tinh thể (A), hoặc đa tinh thể (B); A tạo thành tinh thể, trong khi B đa tinh thể.
Tính chất
Các đặc tính của chất rắn kết tinh phụ thuộc vào loại tinh thể của chúng. Người ta đã biết rằng cấu trúc của chúng có trật tự, và chúng cũng thường thể hiện những đặc điểm tươi sáng mà những người yêu thích khoáng chất yêu thích. Tuy nhiên, người ta đã đề cập rằng một chất rắn dạng bột, thậm chí "tắt", cũng có thể được phân loại là kết tinh.
Cách thức mà các hạt của chúng được định hướng theo không gian cho phép chúng có một số đặc tính quan trọng đối với đặc tính của chúng. Ví dụ, chất rắn kết tinh có khả năng nhiễu xạ tia X, tạo ra phổ nhiễu xạ từ đó có thể xác định cấu trúc hiển vi của tinh thể.
Ngoài ra, bởi vì cấu trúc là tuần hoàn, nhiệt khuếch tán theo cùng một cách trong chất rắn; miễn là không có tạp chất tham gia. Do đó, các điểm nóng chảy của một chất rắn kết tinh là không đổi, và không thay đổi cho dù chúng được đo bằng cách nào.
Các loại chất rắn kết tinh
Các loại chất rắn kết tinh dựa trên loại hạt mà chúng được tạo thành và tương tác hoặc liên kết của chúng. Về cơ bản có bốn loại: mạng ion, kim loại, phân tử và cộng hóa trị.
Ngay cả khi chúng có một mức độ tạp chất nhất định, chúng vẫn tiếp tục ở dạng tinh thể, mặc dù các đặc tính của chúng bị ảnh hưởng và chúng không cho thấy các giá trị tương tự như mong đợi đối với một chất rắn nguyên chất.
Ionics
Muối là một ví dụ về chất rắn kết tinh ion, vì nó bao gồm các ion Na + và Cl - . Do đó, trong loại chất rắn này, liên kết ion chi phối: lực tĩnh điện chi phối trật tự cấu trúc.
Kim loại
Tất cả các nguyên tử kim loại đều tạo thành tinh thể kim loại. Điều này có nghĩa là, ví dụ, một cái nĩa bạc là một tập hợp các tinh thể bạc được nung chảy. Cấu trúc bên trong hoặc vi mô đều giống nhau trong từng inch của vật thể, và không thay đổi từ tay cầm nĩa đến đầu răng của nó.
Phân tử
Đường là một ví dụ về chất rắn kết tinh phân tử, vì nó được tạo thành từ các phân tử sacaroza. Do đó, loại chất rắn này bao gồm các phân tử, thông qua tương tác giữa các phân tử của chúng (chứ không phải liên kết cộng hóa trị) quản lý để thiết lập một cấu trúc có trật tự.
Mạng cộng hóa trị
Cuối cùng, chúng ta có chất rắn tinh thể của mạng cộng hóa trị. Các liên kết cộng hóa trị chiếm ưu thế trong chúng, vì chúng chịu trách nhiệm thiết lập trật tự và giữ các nguyên tử cố định chặt chẽ ở các vị trí không gian tương ứng của chúng. Chúng ta không nói về các ion, nguyên tử hay phân tử, mà nói về các mạng ba chiều.
Ví dụ
Tiếp theo, và cuối cùng, một số ví dụ sẽ được trích dẫn cho từng loại chất rắn kết tinh.
Ionics
Tất cả các muối đều là chất rắn ion. Tương tự như vậy, có các sulfua, hydroxit, oxit, halogenua và các hợp chất khác cũng được tạo thành từ các ion, hoặc tương tác của chúng về cơ bản là ion. Vì vậy chúng tôi có:
-KCl
-Trường hợp 4
-Ba (OH) 2
-TÌNH HUỐNG 4
-FeCl 3
-Na 2 S
-MgO
-CaF 2
-NaHCO 3
- (NH 4 ) 2 CrO 4
Ngoài những ví dụ này, phần lớn các khoáng chất được coi là chất rắn kết tinh ion.
Kim loại
Bất kỳ nguyên tố kim loại nào xuất hiện tự nhiên dưới dạng tinh thể kim loại. Một số trong số đó là:
-Đồng
-Bàn là
-Nhôm
-Trình duyệt Chrome
- Hydro kim loại (dưới áp suất không thể tưởng tượng được)
-Tungsten
-Zirconium
-Titanium
- Ma-giê
-Sodium
Phân tử
Có rất nhiều loại chất rắn tinh thể phân tử. Hầu như bất kỳ hợp chất hữu cơ nào đông đặc đều có thể tạo thành tinh thể nếu độ tinh khiết của nó cao hoặc nếu cấu trúc của nó không quá phức tạp. Vì vậy chúng tôi có:
-Nó (H 2 O)
-Đá khô (CO 2 )
-Tôi 2
-P 4
-S 8 (và các dạng đa hình của nó)
-Anthracen
- Oxy rắn
- Amoniac rắn
-Phenolphthalein
-A xít benzoic
Mạng cộng hóa trị
Và cuối cùng, trong số một số chất rắn kết tinh của mạng cộng hóa trị, chúng ta có:
-Kim cương
-Graphite
-Ống nano carbon
-Fullerenos
-Quartz
-Silicon
-Germanium
-Nitơ boron
Từ danh sách này, ống nano cacbon và fulleren cũng có thể được coi là chất rắn tinh thể phân tử. Điều này là do, mặc dù chúng bao gồm các nguyên tử cacbon liên kết cộng hóa trị, chúng xác định các đơn vị có thể được hình dung như các đại phân tử (bóng đá và ống).
Người giới thiệu
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
- Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ . (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
- Wikipedia. (Năm 2020). Pha lê. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
- Hóa học LibreTexts. (Ngày 16 tháng 6 năm 2019). Chất rắn tinh thể và vô định hình. Được khôi phục từ: chem.libretexts.org
- Rachel Bernstein và Anthony Carpi. (Năm 2020). Tính chất của chất rắn. Phục hồi từ: visionlearning.com