KRISTALNE REŠETKE Biljana Butorović

Fizička svojstva supstance – priroda hemijske veze

Fizička svojstva supstance, a posebno agregatno stanje, temperatura topljenja, provodljivost i

tvrdoća, mogu se predvideti na osnovu prirode hemijskih veza u supstanci.

Agregatno stanje supstanci

ČVRSTO

TEČNO

GASOVITO

Supstance u čvrstom agregatnom stanju

Da li su sve čvrste supstance iste po strukturi?

Po čemu se razlikuju vosak ili čokolada od dijamanta, dragog kamenja ili kuhinjske soli?

Neke supstance nemaju pravilnu unutrašnju građu – njih nazivamo amorfnim supstancama.

Za razliku od njih, postoje supstance koje imaju pravilnu unutrašnju građu – njih nazivamo KRISTALNIM

KRISTALNA STRUKTURA

Kada su elementarne čestice koje grade supstancu, atomi, molekuli ili joni, pravilno raspoređeni u prostoru i takav

raspored se ponavlja u svim pravcima, onda te čestice grade kristalnu rešetku.

Kristalne rešetke izgledaju kao geometrijska tela

TIPOVI KRISTALNIH REŠETKI

U zavisnosti od prirode čestica koje je izgrađuju, razlikujemo tri tipa kristalnih rešetki:

ATOMSKE

MOLEKULSKE

JONSKE

Atomske kristalne rešetke

Strukturne jedinice ovih rešetki su ATOMI koji su međusobno povezani jakim kovalentnim vezama.

Primeri atomskih kristalnih rešetki su rešetke

DIJAMANTA i GRAFITA.

Sličnosti i razlike

Dijamant i grafit su izgrađeni od atoma ugljenika, ali je prostorni raspored atoma

unutar kristala drugačiji.

Različita svojstva dijamanta i grafita su posledica različitog prostornog rasporeda

atoma ugljenika.

DIJAMANT

U kristalnoj rečetki dijamanta, svaki atom ugljenika povezan je sa još četiri atoma, gradeći tetraedar u čijem je središtu taj

atom.Tetraedarski raspored atoma ugljenika se ponavlja veliki broj puta u prostoru, tako da se dobija ogroman molekul izgrađen od velikog broja atoma ugljenika. Veze između

atoma su kovalentne i izuzetno jake.

GRAFITU kristalnoj rešetki grafita atomi ugljenika su raspoređeni

slojevito, u obliku šestočlanih prstenova.

Unutar šestočlanih prstenova atomi su povezani jakim kovalentnim vezama, dok su između paralelnih slojeva te veze

mnogo slabije, tako da slojevi klize jedan preko drugog. Između slojeva nalaze se i slobodni elektroni.

Svojstva DIJAMANTA

Zbog jakih kovalentnih veza između atoma ugljenika,

dijamant se odlikuje :

• VELIKOM TVRDOĆOM, najtvrđi mineral u prirodi,• VISOKOM TEMPERATUROM TOPLJENJA,• VELIKOM HEMIJSKOM OTPORNOŠĆU i• SLABOM ELEKTRIČNOM PROVODLJIVOŠĆU

Svojstva GRAFITA

Zbog slabih veza između paralelnih slojeva atoma ugljenika povezanih u šestočlane prstenove i mogućnosti da klize jedan

preko drugog, grafit ima svojstvo da :• OSTAVLJA TRAG NA PAPIRU – grafitne olovke• PRAVI ZAŠTITNI SLOJ DRUGIM MATERJALIMA – koristi

se kao sredstvo za podmazivanje• MEKAN JE I LAKO SE LOMI

Zbog prisustva slobodnih elektrona između slojeva• GRAFIT JE DOBAR PROVODNIK ELEKTRIČNE STRUJE,

što je izuzetak među nemetalima.

MOLEKULSKE KRISTALNE REŠETKE

Ove rešetke sagrađene su od MOLEKULA hemijskih elemenata ili jedinjenja.

Takve kristalne rešetke imaju elementi JOD i FOSFOR,

JOD CRVENI FOSFOR

a od jedinjenja LED, KVARC i ŠEĆER

KRISTALI ŠEĆERA

Svojstva supstanci sa molekulskom kristalnom rešetkom

Molekuli JODA, FOSFORA, ŠEĆERA i drugih supstanci sa molekulskom kristalnom rešetkom, povezani su slabim vezama ( Van der Valsove sile* ), pa je za te supstance

karakteristično da :• IMAJU MALU TVRDOĆU• NISKU TEMPERATURU TOPLJENJA• LAKO ISPARAVAJU

* Van der Valsove sile su slabe međumolekulske interakcije, mnogo slabije od kovalentne veze.

JONSKE KRISTALNE REŠETKE

Čestice koje izgrađuju ove kristalne rešetke su JONI.

Anjoni i katjoni su međusobno povezani JAKIM elektrostatičkim PRIVLAČNIM SILAMA.

Jonsku kristalnu rešetku ima veliki broj supstanci –

KUHINJSKA SO, MAGNEZIJUM-OKSID, KALCIJUM- OKSID.....

Svojstva supstanci sa jonskom kristalnom rešetkom

Zbog veoma jakih privlačnih sila između suprotno naelektrisanih jona, supstance sa jonskom kristalnom rešetkom se odlikuju

VISOKOM TEMPERATUROM TOPLJENJA

Zbog prisustva jona (naelektrisanih čestica), RASTVORI supstanci sa jonskom kristalnom rešetkom

DOBRO PROVODE STRUJU.Kada je natrijum-hlorid u čvrstom agregatnom stanju, joni Na i Cl se privlače jakim

silama, nisu slobodni i zbog toga ne provode struju. U vodenom rastvoru, molekuli vode se umeću između njih, unutar rešetke, slabe privlačne sile i joni postaju

slobodni pa tako i dobri provodnici struje.

METALNA KRISTALNA REŠETKA

METALI grade posebnu vrstu kristalne rešetke,

METALNU KRISTALNU REŠETKU

Metalna kristalna rešetka je izgrađena od atoma i jona, između kojih se kreću elektroni.

Zato su metali ODLIČNI PROVODNICI TOPLOTE I STRUJE.

Kristalna rešetka metala Metalni kristal

KRISTALI U PRIRODI

Kad može priroda, možemo i MI