USE-koodaajan aiheet: Molekyyli- ja ei-molekyylirakenteiset aineet. Kidehilan tyyppi. Aineiden ominaisuuksien riippuvuus niiden koostumuksesta ja rakenteesta.

Molekyylikineettinen teoria

Kaikki molekyylit koostuvat pienistä hiukkasista, joita kutsutaan atomeiksi. Kaikki tällä hetkellä löydetyt atomit kerätään jaksolliseen taulukkoon.

Atomi on aineen pienin, kemiallisesti jakamaton hiukkanen, joka säilyttää sen Kemiallisia ominaisuuksia. Atomit liittyvät toisiinsa kemialliset sidokset. Olemme aiemmin harkinneet a. Muista tutkia teoria aiheesta: Kemiallisten sidostyypit, ennen kuin opit tämän artikkelin!

Katsotaan nyt, kuinka hiukkaset voivat yhdistyä aineessa.

Riippuen hiukkasten sijainnista toisiinsa nähden, niiden muodostamien aineiden ominaisuudet voivat vaihdella suuresti. Joten jos hiukkaset sijaitsevat toisistaan kaukana(hiukkasten välinen etäisyys on paljon suurempi kuin itse hiukkasten koko), ne eivät käytännössä ole vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, ne liikkuvat satunnaisesti ja jatkuvasti avaruudessa, silloin olemme tekemisissä kaasua .

Jos hiukkaset sijaitsevat kiinni toisilleen, mutta kaoottisesti, enemmän olla vuorovaikutuksessa keskenään, tee intensiiviseksi värähteleviä liikkeitä yhdessä asennossa, mutta voi hypätä toiseen asentoon, tämä on malli rakenteesta nesteitä .

Jos hiukkaset sijaitsevat kiinni toisilleen, mutta enemmän järjestyksessä, ja olla vuorovaikutuksessa enemmän keskenään, mutta liikkuvat vain yhden tasapainoasennon sisällä, käytännössä siirtymättä toiseen asema, olemme tekemisissä kiinteä .

Useimmat tunnetut kemikaalit ja seokset voivat olla kiinteässä, nestemäisessä ja kaasumaisessa tilassa. Yksinkertaisin esimerkki on vettä. Normaaleissa olosuhteissa se nestettä, 0 o C:ssa se jäätyy - siirtyy nestemäisestä tilasta kiinteä, ja 100 °C:ssa se kiehuu - menee sisään kaasufaasi- vesihöyry. Samaan aikaan monet aineet normaaleissa olosuhteissa ovat kaasuja, nesteitä tai kiinteitä aineita. Esimerkiksi ilma, typen ja hapen seos, on kaasu normaaleissa olosuhteissa. Mutta korkeassa paineessa ja alhaisessa lämpötilassa typpi ja happi tiivistyvät ja siirtyvät nestefaasiin. Nestemäistä typpeä käytetään aktiivisesti teollisuudessa. Joskus eristetty plasma, yhtä hyvin kuin nestekiteet, erillisinä vaiheina.

Monet yksittäisten aineiden ja seosten ominaisuudet selittyvät hiukkasten keskinäinen järjestely avaruudessa suhteessa toisiinsa!

Tässä artikkelissa tarkastellaan kiinteiden aineiden ominaisuudet niiden rakenteesta riippuen. Main fyysiset ominaisuudet kiinteät aineet: sulamispiste, sähkönjohtavuus, lämmönjohtavuus, mekaaninen lujuus, plastisuus jne.

Sulamislämpötila on lämpötila, jossa aine muuttuu kiinteästä nestemäiseksi ja päinvastoin.

on aineen kyky muuttaa muotoaan rikkoutumatta.

Sähkönjohtavuus on aineen kyky johtaa virtaa.

Virta on varautuneiden hiukkasten järjestetty liike. Siten virtaa voivat johtaa vain aineet, joissa niitä on siirtää varautuneita hiukkasia. Virran johtamiskyvyn mukaan aineet jaetaan johtimiin ja eristeisiin. Johtimet ovat aineita, jotka voivat johtaa virtaa (eli sisältävät liikkuvia varattuja hiukkasia). Dielektrit ovat aineita, jotka eivät käytännössä johda virtaa.

Kiinteässä aineessa aineen hiukkaset voidaan paikantaa kaoottisesti, tai järjestelmällisempää noin. Jos kiinteän aineen hiukkaset sijaitsevat avaruudessa kaoottisesti, ainetta kutsutaan amorfinen. Esimerkkejä amorfisista aineista - hiili, kiillelasi.

Jos kiinteän aineen hiukkaset ovat järjestyksessä avaruudessa, ts. muodostavat toistuvia kolmiulotteisia geometrisia rakenteita, tällaista ainetta kutsutaan kristalli ja itse rakenne kristallihila . Suurin osa meille tunnetuista aineista on kiteitä. Itse hiukkaset sijaitsevat sisällä solmut kristallihila.

Kiteiset aineet erottuvat erityisesti tyyppi kemiallinen sidos hiukkasten välillä kiteessä - atomi, molekyyli, metalli, ioni; kidehilan yksinkertaisimman solun geometrisen muodon mukaan - kuutio, kuusikulmainen jne.

Riippuen tyyppiset hiukkaset, jotka muodostavat kidehilan , erottaa atomi-, molekyyli-, ioni- ja metallikiderakenne .

Atomikidehila

Atomikidehila muodostuu, kun niitä on atomeja. Atomit ovat yhteydessä toisiinsa kovalenttiset kemialliset sidokset. Vastaavasti tällainen kidehila on hyvin kestävä, sen tuhoaminen ei ole helppoa. Atomikidehilan voivat muodostua atomit, joilla on korkea valenssi, ts. jossa on suuri määrä sidoksia viereisten atomien kanssa (4 tai enemmän). Yleensä nämä ovat ei-metalleja: yksinkertaisia ​​aineita - pii, boori, hiili (timantin, grafiitin allotrooppiset modifikaatiot) ja niiden yhdisteet (boorihiili, pii(IV)oksidi jne..). Koska ei-metallien välillä esiintyy pääasiassa kovalenttinen kemiallinen sidos, vapaita elektroneja(sekä muut varautuneet hiukkaset) aineissa, joissa on atomikidehila useimmissa tapauksissa ei. Siksi nämä aineet ovat yleensä johtavat sähköä erittäin huonosti, ts. ovat dielektrisiä. Nämä ovat yleisiä malleja, joista on useita poikkeuksia.

Viestintä hiukkasten välillä atomikiteissä: .

Kristallin solmukohdissa jossa atomikiderakenne on järjestetty atomeja.

Vaiheen tila atomikiteet normaaleissa olosuhteissa: yleensä, kiinteät aineet.

Aineet, jotka muodostavat atomikiteitä kiinteässä tilassa:

1. Yksinkertaiset aineet korkea valenssi (sijaitsee jaksollisen taulukon keskellä): boori, hiili, pii jne.
2. Näiden epämetallien muodostamat monimutkaiset aineet: piidioksidi (piioksidi, kvartsihiekka) SiO 2 ; piikarbidi (korundi) piikarbidi; boorikarbidi, boorinitridi jne.

Atomikidehilan omaavien aineiden fysikaaliset ominaisuudet:

— vahvuus;

- tulenkestävyys (korkea sulamispiste);

- alhainen sähkönjohtavuus;

- alhainen lämmönjohtavuus;

— kemiallinen inertisyys (inaktiiviset aineet);

- liukenemattomuus liuottimiin.

Molekyylikidehila on hila, jonka solmut ovat molekyylejä. pitää molekyylit kiteessä molekyylien välisen vetovoiman heikkoja voimia (van der Waalsin joukot vetysidokset tai sähköstaattinen vetovoima). Näin ollen tällainen kidehila yleensä melko helppo tuhota. Aineet, joilla on molekyylikidehila - hauras, hauras. Mitä suurempi vetovoima molekyylien välillä on, sitä korkeampi on aineen sulamispiste. Molekyylikidehilan omaavien aineiden sulamispisteet eivät yleensä ole korkeampia kuin 200-300 K. Siksi normaaleissa olosuhteissa useimmat aineet, joilla on molekyylikidehila, ovat olemassa muodossa kaasuja tai nesteitä. Molekyylikidehila muodostuu pääsääntöisesti kiinteässä muodossa hapoista, ei-metallien oksideista, muista ei-metallien binääriyhdisteistä, yksinkertaisista aineista, jotka muodostavat pysyviä molekyylejä (happi O 2, typpi N 2, vesi H 2 O jne.), orgaaniset aineet. Yleensä nämä ovat aineita, joissa on kovalenttinen polaarinen (harvoin ei-polaarinen) sidos. Koska elektronit osallistuvat kemiallisiin sidoksiin, aineisiin, joilla on molekyylikidehila - dielektrikot, huonot lämmönjohtimet.

Viestintä hiukkasten välillä molekyylikiteissä: m molekyylien väliset, sähköstaattiset tai molekyylien väliset vetovoimat.

Kristallin solmukohdissa jossa molekyylikiderakenne on järjestetty molekyylejä.

Vaiheen tila molekyylikiteet normaaleissa olosuhteissa: kaasut, nesteet ja kiinteät aineet.

Aineet, muodostuu kiinteässä tilassa molekyylikiteitä:

1. Yksinkertaisia ​​ei-metallisia aineita, jotka muodostavat pieniä, vahvoja molekyylejä (02, N2, H2, S8 ja muut);
2. Monimutkaiset aineet (epämetallien yhdisteet), joissa on kovalenttisia polaarisia sidoksia (paitsi piin ja boorin oksidit, piin ja hiilen yhdisteet) - vesi H 2 O, rikkioksidi SO 3 jne.
3. Monatomiset harvinaiset kaasut (helium, neon, argon, krypton jne.);
4. Suurin osa eloperäinen aine, jossa ei ole ioniset sidokset — metaani CH 4, bentseeni C 6 H 6 jne.

Fyysiset ominaisuudet aineet, joilla on molekyylikidehila:

- sulavuus (alhainen sulamispiste):

— korkea puristuvuus;

- molekyylikiteet kiinteässä muodossa, samoin kuin liuoksissa ja sulaissa, eivät johda virtaa;

- faasitila normaaleissa olosuhteissa - kaasut, nesteet, kiinteät aineet;

— suuri volatiliteetti;

- alhainen kovuus.

Ionikidehila

Jos kiteen solmuissa on varautuneita hiukkasia - ioneja, voimme keskustella ioninen kidehila . Yleensä ionisten kiteiden kanssa vuorottelevat positiivisia ioneja(kationit) ja negatiiviset ionit(anionit), joten kiteen hiukkaset säilyvät sähköstaattiset vetovoimat . Kiteen tyypistä ja kiteen muodostavien ionien tyypistä riippuen tällaiset aineet voivat olla aika vahva ja kova. Kiinteässä tilassa ionikiteissä ei yleensä ole liikkuvia varautuneita hiukkasia. Mutta kun kide liukenee tai sulaa, ionit vapautuvat ja voivat liikkua ulkoisen sähkökentän vaikutuksesta. Nuo. johtaa virtaa vain liuoksiin tai sulaa ioniset kiteet. Ionikidehila on ominaista aineille, joilla on ioninen kemiallinen sidos. Esimerkkejä tällaisia ​​aineita suola NaCl kalsiumkarbonaatti- CaCO 3 jne. Ionikidehila muodostuu pääsääntöisesti kiinteässä faasissa metallien ja ei-metallien suolat, emäkset sekä metallioksidit ja binääriyhdisteet.

Viestintä hiukkasten välillä ionisissa kiteissä: .

Kristallin solmukohdissa ionihilan kanssa ioneja.

Vaiheen tila ionikiteet normaaleissa olosuhteissa: yleensä kiinteät aineet.

Kemialliset aineet ionisella kidehilalla:

1. Suolat (orgaaniset ja epäorgaaniset), mukaan lukien ammoniumsuolat (esimerkiksi, ammoniumkloridi NH4Cl);
2. perusteet;
3. metallioksidit;
4. Binääriyhdisteet, jotka sisältävät metalleja ja ei-metalleja.

Ionikiderakenteen omaavien aineiden fysikaaliset ominaisuudet:

- korkea sulamispiste (tulenkestävä);

- ionikiteiden liuokset ja sulatteet - virtajohtimet;

- useimmat yhdisteet liukenevat polaarisiin liuottimiin (veteen);

- kiinteäfaasi useimmissa yhdisteissä normaaleissa olosuhteissa.

Ja lopuksi metalleille on ominaista erityinen tilarakenne - metallikidehila, joka johtuu metallista kemiallista sidosta . Metalliatomit pitävät valenssielektroneja melko heikosti. Metallin muodostamassa kiteessä seuraavat prosessit tapahtuvat samanaikaisesti: Jotkut atomit luovuttavat elektroneja ja niistä tulee positiivisesti varautuneita ioneja; nämä elektronit liikkuvat satunnaisesti kiteessä; osa elektroneista vetää ioneja puoleensa. Nämä prosessit tapahtuvat samanaikaisesti ja satunnaisesti. Tällä tavalla, ioneja ilmestyy , kuten ionisidoksen muodostuksessa, ja muodostuu yhteisiä elektroneja kuten kovalenttisen sidoksen muodostamisessa. Vapaat elektronit liikkuvat satunnaisesti ja jatkuvasti koko kiteen tilavuudessa, kuten kaasu. Siksi niitä joskus kutsutaan elektronikaasu ". Koska läsnä on suuri määrä liikkuvia varautuneita hiukkasia, metalleja johtaa sähköä, lämpöä. Metallien sulamispiste vaihtelee suuresti. Myös metallit ovat ominaisia erikoinen metallinen kiilto, muokattavuus, eli kyky muuttaa muotoa ilman tuhoa voimakkaassa mekaanisessa rasituksessa, tk. kemialliset sidokset eivät katkea.

Viestintä hiukkasten välillä : .

Kristallin solmukohdissa metalliritilällä metalli-ionit ja atomit.

Vaiheen tila metallit normaaleissa olosuhteissa: yleensä kiinteitä(poikkeus - elohopea, neste normaaleissa olosuhteissa).

Kemialliset aineet metallikidehilan kanssa - yksinkertaiset aineet - metallit.

Metallikidehilan omaavien aineiden fysikaaliset ominaisuudet:

– korkea lämmön- ja sähkönjohtavuus;

- muokattavuus ja plastisuus;

- metallinen kiilto;

— metallit ovat yleensä liukenemattomia liuottimiin;

Useimmat metallit ovat normaaleissa olosuhteissa kiinteitä.

Erilaisten kidehilojen ominaisuuksien vertailu

Kidehilan tyyppi (tai kidehilan puuttuminen) mahdollistaa aineen fysikaalisten perusominaisuuksien arvioinnin. Se on erittäin kätevää käyttää likimääräisesti eri kidehiloilla olevien yhdisteiden tyypillisten fysikaalisten ominaisuuksien vertailuun kemialliset aineet Kanssa tyypillisiä ominaisuuksia . Molekyylihilalle esim. hiilidioksidi , atomikidehilalle - timantti-, metallille - kupari-, ja ioniselle kidehilalle - suola, natriumkloridia NaCl.

Yhteenvetotaulukko muodostuneiden yksinkertaisten aineiden rakenteista kemiallisia alkuaineita jaksollisen järjestelmän pääalaryhmistä (toissijaisten alaryhmien elementit ovat metalleja, joten niillä on metallinen kidehila).

Lopullinen taulukko aineiden ominaisuuksien suhteesta rakenteeseen:

Yksi hämmästyttävimmistä alkuaineista, jotka voivat muodostaa valtavan valikoiman orgaanisia ja epäorgaanisia yhdisteitä, on hiili. Tämä elementti on ominaisuuksiltaan niin epätavallinen, että jopa Mendelejev ennusti sille suurta tulevaisuutta puhuen vielä paljastamattomista piirteistä.

Myöhemmin tämä käytännössä varmistui. Tuli tiedoksi, että se on planeettamme tärkein biogeeninen elementti, joka on osa ehdottomasti kaikkia eläviä olentoja. Lisäksi se voi esiintyä muodoissa, jotka ovat kaikilta osin radikaalisti erilaisia, mutta koostuvat samalla vain hiiliatomeista.

Yleensä tällä rakenteella on monia ominaisuuksia, ja yritämme käsitellä niitä artikkelin aikana.

Hiili: kaava ja sijainti alkuainejärjestelmässä

Periodisessa järjestelmässä alkuaine hiili sijaitsee IV (uuden mallin mukaan 14) ryhmässä, pääalaryhmässä. Hänen sarjanumero 6 ja atomipaino 12,011. Elementin nimitys merkillä C osoittaa sen nimen latinaksi - carboneum. Hiiltä on olemassa useita eri muotoja. Siksi sen kaava on erilainen ja riippuu tietystä muutoksesta.

Reaktioyhtälöiden kirjoittamiselle on kuitenkin tietysti erityinen nimitys. Yleensä kun puhutaan aineesta sen puhtaassa muodossa, hiili C:n molekyylikaava otetaan käyttöön ilman indeksointia.

Elementin löytämisen historia

Tämä elementti on sinänsä ollut tunnettu antiikista lähtien. Loppujen lopuksi yksi tärkeimmistä luonnon mineraaleista on kivihiili. Siksi hän ei ollut salaisuus muinaisille kreikkalaisille, roomalaisille ja muille kansallisuuksille.

Tämän lajikkeen lisäksi käytettiin myös timantteja ja grafiittia. Jälkimmäisen kanssa oli monia hämmentäviä tilanteita pitkään, koska usein ilman koostumuksen analysointia grafiitille otettiin sellaisia ​​​​yhdisteitä, kuten:

• hopea lyijy;
• rautakarbidi;
• molybdeenisulfidi.

Kaikki ne maalattiin mustaksi ja siksi niitä pidettiin grafiittina. Myöhemmin tämä väärinkäsitys selvitettiin, ja tämä hiilen muoto tuli itsestään.

Vuodesta 1725 lähtien timanteista on tullut suuri kaupallinen merkitys, ja vuonna 1970 niiden keinotekoisen hankinnan tekniikka hallittiin. Vuodesta 1779 lähtien, Karl Scheelen työn ansiosta, hiilen kemiallisia ominaisuuksia on tutkittu. Tämä oli sarjan alku suuria löytöjä tämän elementin alalla ja siitä tuli perusta kaikkien sen ainutlaatuisten ominaisuuksien selvittämiselle.

Hiilen isotoopit ja jakautuminen luonnossa

Huolimatta siitä, että tarkasteltavana oleva alkuaine on yksi tärkeimmistä biogeenisistä, sen kokonaispitoisuus massassa maankuorta on 0,15 %. Tämä johtuu siitä, että se on jatkuvassa kierrossa, luonnossa luonnossa.

Yleensä on olemassa useita hiiltä sisältäviä mineraaliyhdisteitä. Nämä ovat sellaisia ​​​​luonnollisia rotuja kuin:

• dolomiitit ja kalkkikivet;
• antrasiitti;
• öljyliuske;
• maakaasu;
• kivihiili;
• öljy;
• ruskohiili;
• turve;
• bitumi.

Lisäksi emme saa unohtaa eläviä olentoja, jotka ovat vain hiiliyhdisteiden varasto. Loppujen lopuksi ne muodostivat proteiineja, rasvoja, hiilihydraatteja, nukleiinihappoja, mikä tarkoittaa tärkeimpiä rakennemolekyylejä. Yleensä kuivan ruumiinpainon muuntamisessa 70 kg:sta 15 putoaa puhtaalle alkuaineelle. Ja niin on jokaisen ihmisen kohdalla, eläimistä, kasveista ja muista olentoista puhumattakaan.

Jos tarkastellaan myös vettä, eli hydrosfääriä kokonaisuutena ja ilmakehää, niin on olemassa hiili-happiseos, joka ilmaistaan ​​kaavalla CO 2 . Dioksidi tai hiilidioksidi on yksi pääkaasuista, jotka muodostavat ilman. Se on tässä muodossa valtaosa hiili on 0,046 %. Vielä enemmän hiilidioksidia liukenee valtamerten vesiin.

Hiilen atomimassa alkuaineena on 12,011. Tiedetään, että tämä arvo lasketaan aritmeettisena keskiarvona kaikkien luonnossa esiintyvien isotooppisten lajien atomipainojen välillä ottaen huomioon niiden runsaus (prosentteina). Tämä pätee myös kyseessä olevaan aineeseen. On kolme pääisotooppia, joissa hiiltä löytyy. Se:

• 12 C - sen massaosuus on suurimmassa osassa 98,93 %;
• 13C - 1,07 %;
• 14 C - radioaktiivinen, puoliintumisaika 5700 vuotta, vakaa beetasäteilijä.

Näytteiden geokronologisen iän määrittämisessä käytetään laajasti radioaktiivista isotooppia 14 C, joka on indikaattori pitkästä hajoamisjaksostaan.

Alkuaineen allotrooppiset modifikaatiot

Hiili on alkuaine, joka esiintyy yksinkertaisena aineena useissa muodoissa. Toisin sanoen se pystyy muodostamaan suurimman määrän nykyään tunnettuja allotrooppisia modifikaatioita.

1. Kiteiset variaatiot - esiintyvät vahvojen rakenteiden muodossa, joissa on säännölliset atomityyppiset hilat. Tähän ryhmään kuuluvat lajikkeet, kuten:

• timantit;
• fullereenit;
• grafiitit;
• karabiinit;
• lonsdaleiitit;
• ja putket.

Kaikki ne eroavat kidehilan rakenteesta, jonka solmuissa on hiiliatomi. Tästä syystä täysin ainutlaatuiset, eivät samankaltaiset ominaisuudet, sekä fysikaaliset että kemialliset.

2. Amorfiset muodot - ne muodostuvat hiiliatomista, joka on osa joitakin luonnollisia yhdisteitä. Eli nämä eivät ole puhtaita lajikkeita, vaan muiden alkuaineiden epäpuhtauksia pieninä määrinä. Tähän ryhmään kuuluvat:

• Aktiivihiili;
• kivi ja puu;
• noki;
• hiili nanovaahto;
• antrasiitti;
• lasimainen hiili;
• tekninen aine.

Niitä yhdistävät myös kidehilan rakenteelliset piirteet, jotka selittävät ja ilmentävät ominaisuuksia.

3. Hiiliyhdisteet klusterien muodossa. Tällainen rakenne, jossa atomit on suljettu erityiseen konformaatioonteloon sisältäpäin, täytetty vedellä tai muiden alkuaineiden ytimillä. Esimerkkejä:

• hiilinanokartioita;
• astraleenit;
• dicarbon.

Amorfisen hiilen fysikaaliset ominaisuudet

Koska allotrooppisia modifikaatioita on monenlaisia, hiilen yhteisiä fysikaalisia ominaisuuksia on vaikea tunnistaa. On helpompi puhua tietystä muodosta. Esimerkiksi amorfisella hiilellä on seuraavat ominaisuudet.

1. Kaikkien muotojen ytimessä ovat hienojakoiset grafiittilajikkeet.
2. Korkea lämpökapasiteetti.
3. Hyvät johtamisominaisuudet.
4. Hiilen tiheys on noin 2 g/cm3.
5. Yli 1600 0 C kuumennettaessa tapahtuu siirtymä grafiittimuotoihin.

Noki- ja kivilajikkeita käytetään laajalti suunnittelutarkoituksiin. Ne eivät ole osoitus hiilen modifikaatiosta sen puhtaassa muodossa, mutta sisältävät sitä erittäin suuria määriä.

Kiteinen hiili

On olemassa useita vaihtoehtoja, joissa hiili on aine, joka muodostaa säännöllisiä kiteitä erilainen jossa atomit on kytketty sarjaan. Tämän seurauksena muodostuu seuraavat muutokset.

1. - kuutio, jossa neljä tetraedria on yhdistetty. Tämän seurauksena jokaisen atomin kaikki kovalenttiset kemialliset sidokset ovat maksimaalisesti tyydyttyneitä ja vahvoja. Tämä selittää fysikaaliset ominaisuudet: hiilen tiheys on 3300 kg/m 3 . Korkea kovuus, alhainen lämpökapasiteetti, sähkönjohtavuuden puute - kaikki tämä on seurausta kidehilan rakenteesta. Siellä on teknisesti hankittuja timantteja. Ne muodostuvat grafiitin siirtymisen aikana seuraavaan modifikaatioon korkean lämpötilan ja tietyn paineen vaikutuksesta. Yleensä se on yhtä korkea kuin lujuus - noin 3500 0 С.
2. Grafiitti. Atomit on järjestetty samalla tavalla kuin edellisen aineen rakenne, mutta vain kolme sidosta on tyydyttyneitä, ja neljäs muuttuu pidemmäksi ja vähemmän vahvaksi, se yhdistää hilan kuusikulmaisten renkaiden "kerrokset". Tuloksena käy ilmi, että grafiitti on pehmeää, rasvaista mustaa ainetta kosketettaessa. Sillä on hyvä sähkönjohtavuus ja korkea sulamispiste - 3525 0 C. Se pystyy sublimoitumaan - sublimoitumaan kiinteästä tilasta kaasumaiseen tilaan ohittaen nestemäisen tilan (lämpötilassa 3700 0 C). Hiilen tiheys on 2,26 g/cm3, mikä on paljon pienempi kuin timantin. Tämä selittää niiden erilaiset ominaisuudet. Kidehilan kerrosrakenteen ansiosta on mahdollista käyttää grafiittia lyijyjen valmistukseen yksinkertaiset lyijykynät. Paperin yli kuljetettaessa suomu irtoaa ja jättää paperiin mustan jäljen.
3. Fullereenit. Ne avattiin vasta viime vuosisadan 80-luvulla. Ne ovat modifikaatioita, joissa hiilet yhdistetään erityiseksi kuperaksi suljetuksi rakenteeksi, jonka keskellä on aukko. Ja kristallin muoto - monitahoinen, oikea organisaatio. Atomien lukumäärä on parillinen. Fullereenin C 60 tunnetuin muoto. Tutkimuksen aikana löydettiin näytteitä vastaavasta aineesta:

• meteoriitit;
• pohjasedimentit;
• folguriitit;
• šungiitit;
• ulkoavaruudessa, missä ne sisältyivät kaasujen muodossa.

Kaikilla kiteisen hiilen lajikkeilla on tärkeä merkitys käytännön arvoa, koska niillä on useita suunnittelussa hyödyllisiä ominaisuuksia.

Kemiallinen aktiivisuus

Molekyylihiilen reaktiivisuus on alhainen sen vakaan konfiguraation ansiosta. Se voidaan pakottaa reaktioihin vain antamalla lisäenergiaa atomille ja pakottamalla ulkotason elektronit haihtumaan. Tässä vaiheessa valenssista tulee 4. Siksi sen hapetusaste yhdisteissä on + 2, + 4, - 4.

Lähes kaikki reaktiot yksinkertaisten aineiden, sekä metallien että ei-metallien, kanssa etenevät korkeiden lämpötilojen vaikutuksesta. Kyseinen alkuaine voi olla sekä hapetin että pelkistävä aine. Jälkimmäiset ominaisuudet ovat kuitenkin erityisen korostuneet siinä, ja tähän perustuu sen käyttö metallurgialla ja muilla teollisuudenaloilla.

Yleensä kyky päästä kemialliseen vuorovaikutukseen riippuu kolmesta tekijästä:

• hiilen dispersio;
• allotrooppinen muunnos;
• reaktiolämpötila.

Näin ollen joissakin tapauksissa tapahtuu vuorovaikutusta seuraavien aineiden kanssa:

• ei-metallit (vety, happi);
• metallit (alumiini, rauta, kalsium ja muut);
• metallioksidit ja niiden suolat.

Se ei reagoi happojen ja emästen kanssa, erittäin harvoin halogeenien kanssa. Hiilen ominaisuuksista tärkein on kyky muodostaa pitkiä ketjuja keskenään. Ne voivat sulkeutua kierrossa, muodostaa oksia. Näin muodostuu orgaanisia yhdisteitä, joita on nykyään miljoonia. Näiden yhdisteiden perustana on kaksi alkuainetta - hiili, vety. Koostumukseen voidaan sisällyttää myös muita atomeja: happea, typpeä, rikkiä, halogeeneja, fosforia, metalleja ja muita.

Perusyhdisteet ja niiden ominaisuudet

On olemassa monia erilaisia ​​hiiltä sisältäviä yhdisteitä. Tunnetuimman niistä kaava on CO 2 - hiilidioksidi. Tämän oksidin lisäksi on kuitenkin myös CO-monoksidia tai hiilimonoksidia sekä suboksidi C 3 O 2.

Tätä alkuainetta sisältävistä suoloista yleisimmät ovat kalsium- ja magnesiumkarbonaatit. Joten kalsiumkarbonaatilla on nimessä useita synonyymejä, koska se esiintyy luonnossa muodossa:

• liitu;
• marmori;
• kalkkikivi;
• dolomiitti.

Maa-alkalimetallikarbonaattien merkitys ilmenee siinä, että ne ovat aktiivisia osallistujia tippukivi- ja stalagmiittien sekä pohjaveden muodostumisprosesseissa.

Hiilihappo on toinen yhdiste, joka muodostaa hiiltä. Sen kaava on H2CO3. Tavanomaisessa muodossaan se on kuitenkin erittäin epästabiili ja hajoaa välittömästi liuoksessa hiilidioksidiksi ja vedeksi. Siksi vain sen suolat tunnetaan, ei itseään liuoksena.

Hiilihalogenidit - saadaan pääasiassa epäsuorasti, koska suora synteesi tapahtuu vain erittäin korkeissa lämpötiloissa ja alhaisella tuotteen saannolla. Yksi yleisimmistä - CCL 4 - hiilitetrakloridi. Myrkyllinen yhdiste, joka voi aiheuttaa myrkytyksen hengitettynä. Saatu radikaaleilla fotokemiallisilla substituutioreaktioilla metaanissa.

Metallikarbidit ovat hiiliyhdisteitä, joissa sen hapetusaste on 4. Assosiaatiot boorin ja piin kanssa ovat myös mahdollisia. Joidenkin metallien (alumiini, volframi, titaani, niobi, tantaali, hafnium) karbidien pääominaisuus on korkea lujuus ja erinomainen sähkönjohtavuus. Boorikarbidi B 4 C on yksi kovimmista aineista timantin jälkeen (9,5 Mohsin mukaan). Näitä yhdisteitä käytetään tekniikassa sekä kemianteollisuudessa hiilivetyjen tuotannon lähteinä (kalsiumkarbidi veden kanssa johtaa asetyleenin ja kalsiumhydroksidin muodostumiseen).

Monet metalliseokset valmistetaan hiilestä, mikä parantaa merkittävästi niiden laatua ja tekniset tiedot(teräs on raudan ja hiilen seos).

Lukuisat orgaaniset hiiliyhdisteet ansaitsevat erityistä huomiota, joissa hiili on perustavanlaatuinen alkuaine, joka kykenee yhdistymään samojen atomien kanssa pitkiksi erirakenteisiksi ketjuiksi. Nämä sisältävät:

• alkaanit;
• alkeenit;
• areenat;
• proteiinit;
• hiilihydraatit;
• nukleiinihapot;
• alkoholit;
• karboksyylihapot ja monet muut aineluokat.

Hiilen käyttö

Hiiliyhdisteiden ja sen allotrooppisten modifikaatioiden merkitys ihmisen elämässä on erittäin suuri. Voit nimetä muutamia globaaleimpia toimialoja tehdäksesi selväksi, että tämä on totta.

1. Tämä elementti muodostaa kaikentyyppisiä orgaanisia polttoaineita, joista henkilö saa energiaa.
2. Metallurginen teollisuus käyttää hiiltä vahvimpana pelkistimenä metallien saamiseksi yhdisteistään. Karbonaatteja käytetään myös täällä laajasti.
3. Rakentaminen ja kemianteollisuus kuluttavat valtavan määrän hiiliyhdisteitä uusien aineiden synteesiin ja tarvittavien tuotteiden saamiseen.

Voit myös nimetä sellaisia ​​talouden aloja kuten:

• ydinteollisuus;
• korut liiketoimintaa;
• tekniset laitteet (voiteluaineet, lämmönkestävät upokkaat, lyijykynät jne.);
• kivien geologisen iän määritys - radioaktiivinen merkkiaine 14 C;
• hiili on erinomainen adsorbentti, minkä ansiosta sitä voidaan käyttää suodattimien valmistukseen.

Pyöräile luonnossa

Luonnossa esiintyvä hiilen massa sisältyy jatkuvaan kiertokulkuun, joka suoritetaan syklisesti joka sekunti koko ajan maapallo. Siten kasvit imevät ilmakehän hiililähteen - CO 2 -, ja kaikki elävät olennot vapauttavat sen hengitysprosessissa. Kun se on ilmakehässä, se imeytyy uudelleen, joten kierto ei pysähdy. Samaan aikaan orgaanisten jäämien kuolema johtaa hiilen vapautumiseen ja sen kertymiseen maahan, josta se sitten taas imeytyy eläviin organismeihin ja vapautuu ilmakehään kaasun muodossa.

Aineiden molekyylirakenne ja ei-molekyylirakenne. Aineen rakenne

Kemiallisiin vuorovaikutuksiin eivät pääse yksittäiset atomit tai molekyylit, vaan aineet. Aineet erotetaan sidostyypin mukaan molekyylinen ja ei-molekyylirakenne. Molekyyleistä koostuvia aineita kutsutaan molekyyliset aineet. Tällaisten aineiden molekyylien väliset sidokset ovat erittäin heikkoja, paljon heikompia kuin molekyylin sisällä olevien atomien välillä, ja jo suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa ne katkeavat - aine muuttuu nesteeksi ja sitten kaasuksi (jodisublimaatio). Molekyyleistä koostuvien aineiden sulamis- ja kiehumispisteet nousevat molekyylipainon kasvaessa. Vastaanottaja molekyyliset aineet sisältää atomirakenteisia aineita (C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W), niiden joukossa on metalleja ja ei-metalleja. Aineille ei-molekyylirakenne sisältävät ioniyhdisteitä. Useimmilla metalliyhdisteillä ei-metallien kanssa on tämä rakenne: kaikki suolat (NaCl, K 2 SO 4), jotkut hydridit (LiH) ja oksidit (CaO, MgO, FeO), emäkset (NaOH, KOH). Ioniset (ei-molekyyliset) aineet niillä on korkeat sulamis- ja kiehumispisteet.

Kiinteät aineet: amorfinen ja kiteinen

Kiinteät aineet jaetaan kiteinen ja amorfinen.

Amorfiset aineet niillä ei ole selkeää sulamispistettä - kuumennettaessa ne pehmenevät vähitellen ja muuttuvat nestemäisiksi. Amorfisessa tilassa ovat esimerkiksi muovailuvaha ja erilaiset hartsit.

Kiteiset aineet niille on ominaista niiden hiukkasten oikea järjestely, joista ne koostuvat: atomit, molekyylit ja ionit - tiukasti määritellyissä avaruuden pisteissä. Kun nämä pisteet yhdistetään suorilla viivoilla, muodostuu spatiaalinen kehys, jota kutsutaan kidehilaksi. Pisteitä, joissa kidehiukkaset sijaitsevat, kutsutaan hilasolmuiksi. Riippuen kidehilan solmuissa sijaitsevien hiukkasten tyypistä ja niiden välisen yhteyden luonteesta, erotetaan neljä kidehilaa: ioninen, atomi, molekyylinen ja metallinen.

Kidehiloja kutsutaan ionisiksi, joiden kohdissa on ioneja. Ne muodostuvat aineista, joissa on ioninen sidos ja jotka voivat liittyä sekä yksinkertaisiin ioneihin Na +, Cl - että komplekseihin SO 4 2-, OH -. Näin ollen metallien suoloilla, joillakin oksideilla ja hydroksidilla on ionikidehilat. Esimerkiksi natriumkloridikide on rakennettu vuorotellen positiivisista Na + ja negatiivisista Cl - -ioneista, muodostaen kuution muotoisen hilan. Ionien väliset sidokset tällaisessa kiteessä ovat erittäin stabiileja. Siksi aineille, joilla on ionihila, on ominaista suhteellisen korkea kovuus ja lujuus, ne ovat tulenkestäviä ja haihtumattomia.

Kidehila - a) ja amorfinen hila - b).

Kidehila - a) ja amorfinen hila - b).

Atomikidehilat

ydin kutsutaan kidehiloiksi, joiden solmuissa on yksittäisiä atomeja. Tällaisissa hilassa atomit ovat yhteydessä toisiinsa erittäin vahvoja kovalenttisia sidoksia. Esimerkki aineista, joissa on tämäntyyppinen kidehila, on timantti, yksi hiilen allotrooppisista muunnelmista. Useimmilla aineilla, joissa on atomikidehila, on erittäin korkeat sulamispisteet (esimerkiksi timantissa se on yli 3500 ° C), ne ovat vahvoja ja kovia, käytännössä liukenemattomia.

Molekyylikidehilat

Molekyyli kutsutaan kidehiloiksi, joiden solmuissa molekyylit sijaitsevat. Kemialliset sidokset näissä molekyyleissä voivat olla sekä polaarisia (HCl, H 2O) että ei-polaarisia (N2, O 2). Huolimatta siitä, että molekyylien sisällä olevat atomit on sidottu erittäin vahvoilla kovalenttisilla sidoksilla, heikot molekyylien väliset vetovoimat vaikuttavat itse molekyylien välillä. Siksi aineilla, joissa on molekyylikidehilat, on alhainen kovuus, alhaiset sulamispisteet ja ne ovat haihtuvia. Useimmilla kiinteillä orgaanisilla yhdisteillä on molekyylikidehilat (naftaleeni, glukoosi, sokeri).

Molekyylikidehila (hiilidioksidi)

Metalliset kidehilat

Aineet, joissa metallinen sidos niissä on metalliset kidehilat. Tällaisten hilan solmuissa ovat atomeja ja ioneja(joko atomeja, sitten ioneja, joiksi metalliatomit muuttuvat helposti antaen ulommat elektroninsa "to yleinen käyttö"). Tällainen metallien sisäinen rakenne määrää niille ominaiset fysikaaliset ominaisuudet: muokattavuuden, plastisuuden, sähkön ja lämmönjohtavuuden sekä ominaisen metallisen kiillon.

lunttilaput

Suurin osa kiinteistä aineista on kiteisiä. Kristallisolu on rakennettu toistuvista identtisistä rakenneyksiköistä, jotka ovat yksilöllisiä jokaiselle kiteelle. Tätä rakenneyksikköä kutsutaan "alkeissoluksi". Toisin sanoen kidehila toimii heijastuksena kiinteän aineen tilarakenteesta.

Kristallihilat voidaan luokitella eri tavoin.

minä Kiteiden symmetrian mukaan hilat luokitellaan kuutioiksi, tetragonaalisiin, rombisiin ja kuusikulmaisiin.

Tämä luokitus on kätevä arvioitaessa kiteiden optisia ominaisuuksia sekä niiden katalyyttista aktiivisuutta.

II. Hiukkasten luonteen mukaan sijaitsee hilan solmuissa ja kemiallisen sidoksen tyypin mukaan erottaa ne toisistaan atomi-, molekyyli-, ioni- ja metallikidehilat. Kiteen sidostyyppi määrittää eron kovuudessa, vesiliukoisuudessa, liukenemis- ja sulamislämmön suuruuden sekä sähkönjohtavuuden.

Kiteen tärkeä ominaisuus on kristallihilan energia, kJ/mol – tietyn kiteen tuhoamiseen tarvittava energia.

molekyylihila

molekyylikiteitä koostuvat molekyyleistä, joita kidehilan tietyissä kohdissa pitävät heikot molekyylien väliset sidokset (van der Waalsin voimat) tai vetysidokset. Nämä hilat ovat ominaisia ​​aineille, joissa on kovalenttisia sidoksia.

On olemassa monia aineita, joilla on molekyylihila. Näitä ovat suuri määrä orgaanisia yhdisteitä (sokeri, naftaleeni jne.), kiteinen vesi (jää), kiinteä hiilidioksidi ("kuivajää"), kiinteät vetyhalogenidit, jodi, kiinteät kaasut, mukaan lukien jalokaasut,

Kidehilan vähimmäisenergia aineille, joissa on ei-polaarisia ja matalapolaarisia molekyylejä (CH 4, CO 2 jne.).

Polaarisempien molekyylien muodostamilla hioilla on myös suurempi kidehilaenergia. Hiloilla, joissa on vetysidoksia muodostavia aineita (H 2 O, NH 3), on suurin energia.

koska heikko vuorovaikutus molekyylien välillä nämä aineet ovat haihtuvia, sulavia, niiden kovuus on alhainen, ne eivät johda sähkövirtaa (dielektrit) ja niillä on alhainen lämmönjohtavuus.

atomihila

solmuissa atomikidehila on yhden tai eri alkuaineiden atomeja, jotka on kytketty kovalenttisilla sidoksilla kaikilla kolmella akselilla. Sellainen kiteitä, joita myös kutsutaan kovalenttinen on suhteellisen vähän.

Esimerkkejä tämän tyyppisistä kiteistä ovat timantti, pii, germanium, tina sekä monimutkaisten aineiden, kuten boorinitridi, alumiininitridi, kvartsi, piikarbidi, kiteet. Kaikilla näillä aineilla on timanttimainen hila.

Tällaisten aineiden kidehilan energia on käytännössä sama kuin kemiallisen sidoksen energia (200 - 500 kJ/mol). Tämä määrittää myös niiden fysikaaliset ominaisuudet: korkea kovuus, sulamispiste ja kiehumispiste.

Näiden kiteiden sähköä johtavat ominaisuudet vaihtelevat: timantti, kvartsi, boorinitridi ovat eristeitä; pii, germanium - puolijohteet; metallinharmaa tina johtaa hyvin sähköä.

Kiteissä, joissa on atomikidehila, on mahdotonta erottaa erillistä rakenneyksikköä. Koko yksikide on yksi jättimäinen molekyyli.

Ionihila

solmuissa ionihila positiiviset ja negatiiviset ionit vuorottelevat, joiden välillä vaikuttavat sähköstaattiset voimat. Ionikiteet muodostavat yhdisteitä, joissa on ionisidos, esimerkiksi natriumkloridi NaCl, kaliumfluoridi ja KF jne. ioniset yhdisteet kompleksisia ioneja voidaan myös sisällyttää, esimerkiksi NO3-, SO42-.

Ionikiteet ovat myös jättimäinen molekyyli, jossa kaikki muut ionit vaikuttavat voimakkaasti jokaiseen ioniin.

Ionikidehilan energia voi saavuttaa merkittäviä arvoja. Joten E (NaCl) \u003d 770 kJ / mol ja E (BeO) \u003d 4530 kJ / mol.

Ionikiteillä on korkea sulamis- ja kiehumispiste ja korkea lujuus, mutta ne ovat hauraita. Monet niistä ovat huonoja sähkövirran johtimia huoneenlämpötilassa (noin kaksikymmentä suuruusluokkaa pienempiä kuin metallit), mutta lämpötilan noustessa havaitaan sähkönjohtavuuden kasvu.

metallinen ritilä

metalliset kiteet anna esimerkkejä yksinkertaisimmista kiderakenteista.

Metallikiteen hilassa olevia metalli-ioneja voidaan suunnilleen pitää palloina. AT kovat metallit nämä pallot on pakattu suurimmalla tiheydellä, kuten useimpien metallien merkittävä tiheys osoittaa (0,97 g/cm 3 natriumilla, 8,92 g/cm 3 kuparilla 19,30 g/cm 3 volframin ja kullan osalta). Tihein pallopakkaus yhdessä kerroksessa on kuusikulmainen pakkaus, jossa jokaista palloa ympäröi kuusi muuta palloa (samassa tasossa). Minkä tahansa kolmen vierekkäisen pallon keskipisteet muodostavat tasasivuisen kolmion.

Sellaiset metallien ominaisuudet, kuten korkea sitkeys ja sitkeys, osoittavat metallihilojen jäykkyyden puuttumista: niiden tasot siirtyvät melko helposti toistensa suhteen.

Valenssielektronit osallistuvat sidosten muodostumiseen kaikkien atomien kanssa, liikkuvat vapaasti koko metallikappaleen tilavuudessa. Tämän osoittavat korkeat sähkönjohtavuuden ja lämmönjohtavuuden arvot.

Kidehilan energian mukaan metallit ovat molekyyli- ja kovalenttisten kiteiden välissä. Kidehilan energia on:

Siten kiinteiden aineiden fysikaaliset ominaisuudet riippuvat olennaisesti kemiallisen sidoksen tyypistä ja rakenteesta.

Kiinteiden aineiden rakenne ja ominaisuudet

Ominaisuudet	kiteitä
metalli-	Ioninen	Molekyyli	Ydin
Esimerkkejä	K, Al, Cr, Fe	NaCl, KNO3	I 2, naftaleeni	timantti, kvartsi
Rakenteelliset hiukkaset	Positiiviset ionit ja liikkuvat elektronit	Kationit ja anionit	molekyylejä	atomeja
Kemiallisen sidoksen tyyppi	metalli-	Ioninen	Molekyyleissä - kovalenttinen; molekyylien välillä - van der Waalsin voimat ja vetysidokset	Atomien välillä - kovalenttinen
Sulamislämpötila	Korkea	Korkea	matala	Erittäin korkea
kiehumislämpötila	Korkea	Korkea	matala	Erittäin korkea
Mekaaniset ominaisuudet	Kova, muokattava, muokattava	kova, hauras	Pehmeä	Tosi kovasti
Sähkönjohtavuus	Hyvät johtimet	Kiinteässä muodossa - dielektriset aineet; sulassa tai liuoksessa - johtimia	Dielektriset	Dielektriset materiaalit (paitsi grafiitti)
Liukoisuus
vedessä	liukenematon	Liukeneva	liukenematon	liukenematon
ei-polaarisissa liuottimissa	liukenematon	liukenematon	Liukeneva	liukenematon

(Kaikki määritelmät, kaavat, kaaviot ja reaktioiden yhtälöt on annettu tietueen alla.)

Useimmilla kiinteillä aineilla on kiteinen luonnehdittu rakenne tiukasti määritelty hiukkasten järjestely. Jos yhdistät hiukkaset ehdollisilla viivoilla, saat tilakehyksen nimeltä kristallihila. Pisteitä, joissa kidehiukkaset sijaitsevat, kutsutaan hilasolmuiksi. Kuvitteellisen hilan solmut voivat sisältää atomeja, ioneja tai molekyylejä.

Solmukohdissa sijaitsevien hiukkasten luonteesta ja niiden välisen yhteyden luonteesta riippuen erotetaan neljä kidehilaa: ioni-, metalli-, atomi- ja molekyyliset.

Ioninen kutsutaan hilaksi, joiden solmukohdissa on ioneja.

Ne muodostuvat aineista, joissa on ionisia sidoksia. Tällaisen hilan solmuissa sijaitsevat positiiviset ja negatiiviset ionit, jotka on yhdistetty toisiinsa sähköstaattisen vuorovaikutuksen avulla.

Ionikidehiloissa on suoloja, emäksiä, aktiiviset metallioksidit. Ionit voivat olla yksinkertaisia ​​tai monimutkaisia. Esimerkiksi natriumkloridin kidehilan kohdissa on yksinkertaisia ​​natriumioneja Na ja klooria Cl - ja kaliumsulfaatin hilakohdissa yksinkertaisia ​​kaliumioneja K ja kompleksisia sulfaatti-ioneja S O 4 2 -.

Tällaisissa kiteissä ionien väliset sidokset ovat vahvoja. Siksi ioniset aineet ovat kiinteitä, tulenkestäviä, haihtumattomia. Tällaiset aineet ovat hyviä liuotetaan veteen.

Natriumkloridin kidehila

Natriumkloridikide

metalli- hilat, jotka koostuvat positiivisista ioneista ja metalliatomeista ja vapaista elektroneista.

Ne muodostuvat aineista, joissa on metallisidos. Metallihilan solmukohdissa on atomeja ja ioneja (joko atomeja tai ioneja, joihin atomit muuttuvat helposti antaen ulommat elektroninsa yhteiseen käyttöön).

Tällaiset kidehilat ovat ominaisia ​​yksinkertaisille metallien ja metalliseosten aineille.

Metallien sulamispisteet voivat olla erilaisia ​​(elohopean \ (-37 \) ° C:sta kahdesta kolmeen tuhanteen asteeseen). Mutta kaikilla metalleilla on ominaisuus metallinhohde, muokattavuus , sitkeys , johtaa sähköä hyvin ja lämpimästi.

metallikidehila

Laitteisto

Kutsutaan atomikidehiloja, joiden solmuissa on yksittäisiä atomeja, jotka on yhdistetty kovalenttisilla sidoksilla.

Tämän tyyppisessä hilassa on timantti - yksi hiilen allotrooppisista muunnelmista. Aineisiin, joissa on atomikidehila, kuuluvat mm grafiitti, pii, boori ja germanium, yhtä hyvin kuin monimutkaiset aineet esim. carborundum SiC ja piidioksidi, kvartsi, vuorikristalli, hiekka, jotka sisältävät piioksidia (\ (IV \)) Si O 2.

Tällaisille aineille on tunnusomaista voimakas ja kovuus. Siten timantti on vaikein luonnollinen aine. Aineilla, joissa on atomikidehila, on erittäin korkeat sulamispisteet ja kiehuvaa. Esimerkiksi piidioksidin sulamispiste on \(1728 \) ° C, kun taas grafiitin se on korkeampi - \ (4000 \) ° C. Atomikiteet ovat käytännössä liukenemattomia.

Timanttikidehila

Timantti

Molekyyli kutsutaan hilaksi, joiden solmukohdissa on molekyylejä, joita sitoo heikko molekyylien välinen vuorovaikutus.

Huolimatta siitä, että molekyylien sisällä atomit on yhdistetty erittäin vahvoilla kovalenttisilla sidoksilla, heikot molekyylien väliset vetovoimat vaikuttavat molekyylien itsensä välillä. Siksi molekyylikiteillä on vähän voimaa ja kovuus alhaiset sulamispisteet ja kiehuvaa. Monet molekyyliset aineet ovat nesteitä ja kaasuja huoneenlämpötilassa. Tällaiset aineet ovat haihtuvia. Esimerkiksi kiteinen jodi ja kiinteä hiilimonoksidi (\ (IV \)) ("kuivajää") haihtuvat muuttumatta nestemäiseksi. Jotkut molekyyliset aineet ovat haju.

Yksinkertaisilla aineilla kiinteässä tilassa on tämän tyyppinen hila: jalokaasut, joissa on monoatomisia molekyylejä (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn ), sekä epämetallit, joissa on kaksi- ja polyatomiset molekyylit (H2, O2, N2, Cl2, I2, O3, P4, S8).

Molekyylikidehilassa on myös kovalenttisia polaarisia sidoksia sisältävät aineet: vesi - jää, kiinteä ammoniakki, hapot, ei-metallioksidit. Suurin osa orgaaniset yhdisteet ovat myös molekyylikiteitä (naftaleeni, sokeri, glukoosi).