Soos jy weet, bestudeer chemie die struktuur en eienskappe van stowwe, sowel as hul onderlinge transformasies. 'n Belangrike plek in die karakterisering van chemiese verbindings word ingeneem deur die vraag uit watter soort deeltjies hulle bestaan. Dit kan atome, ione of molekules wees. In vaste stowwe gaan hulle die knope van kristalroosters binne. Die molekulêre struktuur het 'n relatief klein aantal verbindings in die vaste, vloeibare en gasvormige toestand.
In ons artikel sal ons voorbeelde gee van stowwe wat gekenmerk word deur molekulêre kristalroosters, en ook verskeie tipes intermolekulêre interaksies wat kenmerkend is van vaste stowwe, vloeistowwe en gasse oorweeg.
Waarom jy die struktuur van chemiese verbindings moet ken
In elke vertakking van menslike kennis kan 'n mens 'n groep fundamentele wette uitsonder waarop die verdere ontwikkeling van die wetenskap gebaseer is. in chemie- dit is die teorie van M. V. Lomonosov en J. D alton, wat die atoom- en molekulêre struktuur van materie verduidelik. Soos wetenskaplikes vasgestel het, met die kennis van die interne struktuur, is dit moontlik om beide die fisiese en chemiese eienskappe van die verbinding te voorspel. Die hele groot hoeveelheid organiese stowwe wat kunsmatig deur die mens gesintetiseer word (plastiek, dwelms, plaagdoders, ens.) het voorafbepaalde eienskappe en eienskappe wat die waardevolste is vir sy industriële en huishoudelike behoeftes.
Kennis oor die kenmerke van die struktuur en eienskappe van verbindings is in aanvraag wanneer kontrole-afdelings, toetse en eksamens in die loop van chemie uitgevoer word. Soek byvoorbeeld die korrekte antwoorde in die voorgestelde lys stowwe: watter stof het 'n molekulêre struktuur?
- Sink.
- Magnesiumoksied.
- Diamond.
- Naftaleen.
Die korrekte antwoord is: sink het 'n molekulêre struktuur, sowel as naftaleen.
kragte van intermolekulêre interaksie
Daar is eksperimenteel vasgestel dat die molekulêre struktuur kenmerkend is van stowwe met lae smeltpunte en lae hardheid. Hoe kan 'n mens die broosheid van die kristalroosters van hierdie verbindings verklaar? Soos dit blyk, hang alles af van die sterkte van die gesamentlike invloed van die deeltjies wat in hul nodusse geleë is. Dit het 'n elektriese aard en word intermolekulêre interaksie of van der Waals-kragte genoem, wat gebaseer is op die invloed van teenoorgestelde gelaaide molekules - dipole - op mekaar. Dit het geblyk dat daar verskeie meganismes vir hul vorming is,afhangende van die aard van die stof self.
sure as verbindings met molekulêre samestelling
Oplossings van die meeste sure, beide organies en anorganies, bevat polêre deeltjies wat relatief tot mekaar georiënteer is met teenoorgestelde gelaaide pole. Byvoorbeeld, in 'n oplossing van soutsuur HCI is daar dipole waartussen oriëntasie-interaksies plaasvind. Met 'n toename in temperatuur het die molekules van sout-, hidrobromien- (HBr) en ander halogeenbevattende sure 'n afname in die oriëntasie-effek, aangesien die termiese beweging van die deeltjies inmeng met hul wedersydse aantrekkingskrag. Benewens bogenoemde stowwe het sukrose, naftaleen, etanol en ander organiese verbindings 'n molekulêre struktuur.
Hoe geïnduseerde gelaaide deeltjies geproduseer word
Vroeër het ons een van die werkingsmeganismes van Van der Waals-kragte oorweeg, genaamd oriëntasie-interaksie. Benewens organiese stowwe en halogeenbevattende sure, het waterstofoksied, water, 'n molekulêre struktuur. In stowwe wat bestaan uit nie-polêre, maar geneig tot die vorming van dipole, molekules, soos koolstofdioksied CO2, kan 'n mens die voorkoms van geïnduseerde gelaaide deeltjies - dipole - waarneem. Hulle belangrikste eienskap is die vermoë om mekaar aan te trek as gevolg van die voorkoms van elektrostatiese aantrekkingskragte.
Molekulêre struktuur van gas
In die vorige subopskrif het ons die saamgestelde koolstofdioksied genoem. Elkeen van sy atome skep 'n elektriese veld om homself, wat induseerpolarisasie per atoom van 'n nabygeleë koolstofdioksiedmolekule. Dit verander in 'n dipool, wat op sy beurt in staat word om ander CO2 deeltjies te polariseer. As gevolg hiervan word die molekules na mekaar aangetrek. Die induktiewe interaksie kan ook waargeneem word in stowwe wat uit polêre deeltjies bestaan, maar in hierdie geval is dit baie swakker as die oriëntasie van der Waals kragte.
Verspreidingsinteraksie
Beide die atome self en die deeltjies waaruit hulle bestaan (kern, elektrone) is in staat tot voortdurende rotasie- en ossillerende beweging. Dit lei tot die voorkoms van dipole. Volgens die navorsing van kwantummeganika vind die voorkoms van oombliklike dubbelgelaaide deeltjies beide in vaste stowwe en in vloeistowwe sinchroon plaas, sodat die punte van die molekules wat naby geleë is, blyk te wees met teenoorgestelde pole. Dit lei tot hul elektrostatiese aantrekking, wat die dispersie-interaksie genoem word. Dit is kenmerkend van alle stowwe, behalwe dié wat in 'n gasvormige toestand is, en waarvan die molekules monatomies is. Van der Waals-kragte kan egter byvoorbeeld ontstaan tydens die oorgang van inerte gasse (helium, neon) na die vloeistoffase by lae temperature. Dus, die molekulêre struktuur van liggame of vloeistowwe bepaal hul vermoë om verskeie tipes intermolekulêre interaksie te vorm: oriëntasie, geïnduseerde of dispersie.
Wat is sublimasie
Molekulêre struktuur van 'n vaste stof, soos jodiumkristalle,veroorsaak so 'n interessante fisiese verskynsel soos sublimasie - vervlugtiging van I2 molekules in die vorm van violet dampe. Dit kom voor vanaf die oppervlak van 'n stof in die vaste fase, wat die vloeibare toestand omseil.
Hierdie visueel skouspelagtige eksperiment word dikwels in skoolchemie-klaskamers gedoen om die strukturele kenmerke van molekulêre kristalroosters en verwante eienskappe van verbindings te illustreer. Gewoonlik is dit lae hardheid, lae smelt- en kookpunte, swak termiese en elektriese geleidingsvermoë, en wisselvalligheid.
Praktiese gebruik van kennis oor die struktuur van stowwe
Soos ons gesien het, kan 'n sekere korrelasie vasgestel word tussen die tipe kristalrooster, struktuur en eienskappe van die verbinding. Daarom, as die eienskappe van 'n stof bekend is, is dit redelik maklik om die kenmerke van sy struktuur en samestelling van deeltjies te voorspel: atome, molekules of ione. Die inligting wat verkry word, kan ook nuttig wees as dit in take in chemie nodig is om stowwe wat 'n molekulêre struktuur het korrek te selekteer uit 'n sekere groep verbindings, uitgesluit dié wat atoom- of ioniese tipes roosters het.
Opsomming kan ons die volgende aflei: die molekulêre struktuur van 'n soliede liggaam, en sy ruimtelike struktuur van kristalroosters, en die rangskikking van gepolariseerde deeltjies in vloeistowwe en gasse is ten volle verantwoordelik vir sy fisiese en chemiese eienskappe. In teoretiese terme, die eienskappe van verbindings,wat dipole bevat, hang af van die grootte van die kragte van intermolekulêre interaksie. Hoe hoër die polariteit van die molekules en hoe kleiner die radius van die atome waaruit hulle bestaan, hoe sterker is die oriëntasiekragte wat tussen hulle ontstaan. Inteendeel, hoe groter die atome waaruit die molekule bestaan, hoe hoër is sy dipoolmoment, en dus hoe meer betekenisvol is die dispersiekragte. Dus, die molekulêre struktuur van 'n vaste stof beïnvloed ook die kragte van interaksie tussen sy deeltjies - dipole.
