Твёрдые вещества бывают кристаллические (частицы расположены упорядоченно, есть чёткая температура плавления) и аморфные (стекло, пластмассы, смолы — нет чёткой температуры плавления). Кристаллическая решётка — упорядоченное расположение частиц в кристалле; её тип определяет физические свойства вещества.
Четыре типа кристаллических решёток: частицы в узлах и свойства
Правило. Ионная связь → ионная решётка; металл → металлическая; ковалентная связь → чаще молекулярная (газы, летучие вещества), реже атомная (алмаз, \(\ce{Si}\), \(\ce{SiO2}\), графит).
Свойства зависят от строения: сахар (молекулярная решётка) плавится при 185 °C, \(\ce{NaCl}\) (ионная) — при 801 °C, кварц (атомная) — при 1700 °C; иод (молекулярная) возгоняется; алмаз и графит — оба из атомов углерода, но графит имеет слоистую атомную решётку, поэтому мягок и проводит ток, а алмаз — самое твёрдое вещество.
Лайфхак. Решётку определяют «по внешности»: газ или жидкость при комнатной температуре, есть запах — молекулярная; соль или щёлочь — ионная; «камень» с огромной температурой плавления — алмаз, кварц \(\ce{SiO2}\), кремний, карборунд \(\ce{SiC}\) — атомная; металл — металлическая.
Из истории. Увидеть кристаллическую решётку позволили рентгеновские лучи: в 1912 году М. фон Лауэ пропустил их через кристалл и получил на фотопластинке узор из пятен, а в 1913 году отец и сын Брэгги по такому узору расшифровали строение поваренной соли — ионы \(\ce{Na+}\) и \(\ce{Cl-}\) чередуются, как клетки объёмной шахматной доски.
Как это спрашивают на ОГЭ. Задание 5: «Выберите два вещества с молекулярной кристаллической решёткой» — ищите газы, жидкости и легкоплавкие вещества (\(\ce{CO2}\), \(\ce{H2O}\), \(\ce{I2}\), сахар) и отбрасывайте соли, металлы, алмаз и \(\ce{SiO2}\).
Решётка
Частицы в узлах
Связь между ними
Свойства
Примеры
Ионная
ионы
ионная
твёрдые, тугоплавкие, нелетучие, хрупкие; растворы и расплавы проводят ток
\(\ce{NaCl}\), \(\ce{KOH}\), \(\ce{CaO}\), \(\ce{Na2SO4}\), \(\ce{NH4Cl}\), все соли и щёлочи
Атомная
атомы
ковалентная
очень твёрдые, очень тугоплавкие, нерастворимы, не проводят ток (кроме графита)
Ловушка ОГЭ. Сахар, иод и лёд — твёрдые, но решётка у них молекулярная. \(\ce{CO2}\) — молекулярное вещество, а \(\ce{SiO2}\) — атомное, хотя формулы похожи. Графит проводит ток, хотя решётка атомная.
Интересный факт. Алмаз и графит — один и тот же углерод. Искусственные алмазы впервые получили из графита в 1955 году в США при давлении около 50 000 атмосфер и температуре около 1500 °C; теперь так делают технические алмазы для буров и резцов. А при сильном нагревании без доступа воздуха алмаз сам превращается в графит.
Правило. Ионная связь → ионная решётка; металл → металлическая; ковалентная связь → чаще молекулярная (газы, летучие вещества), реже атомная (алмаз, \(\ce{Si}\), \(\ce{SiO2}\), графит).
Свойства зависят от строения: сахар (молекулярная решётка) плавится при 185 °C, \(\ce{NaCl}\) (ионная) — при 801 °C, кварц (атомная) — при 1700 °C; иод (молекулярная) возгоняется; алмаз и графит — оба из атомов углерода, но графит имеет слоистую атомную решётку, поэтому мягок и проводит ток, а алмаз — самое твёрдое вещество.
Лайфхак. Решётку определяют «по внешности»: газ или жидкость при комнатной температуре, есть запах — молекулярная; соль или щёлочь — ионная; «камень» с огромной температурой плавления — алмаз, кварц \(\ce{SiO2}\), кремний, карборунд \(\ce{SiC}\) — атомная; металл — металлическая.
Ловушка ОГЭ. Сахар, иод и лёд — твёрдые, но решётка у них молекулярная. \(\ce{CO2}\) — молекулярное вещество, а \(\ce{SiO2}\) — атомное, хотя формулы похожи. Графит проводит ток, хотя решётка атомная.
Как это спрашивают на ОГЭ. Задание 5: «Выберите два вещества с молекулярной кристаллической решёткой» — ищите газы, жидкости и легкоплавкие вещества (\(\ce{CO2}\), \(\ce{H2O}\), \(\ce{I2}\), сахар) и отбрасывайте соли, металлы, алмаз и \(\ce{SiO2}\).
Закрепите теорию: 9 терминов с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.
