Sadržaj
- Strukturne karakteristike rešetki
- Metalna rešetkasta energija
- Kovalentne anorganske strukture
- Različite kovalentne strukture
Na atomskoj razini krute tvari imaju tri osnovne strukture.Molekule čaša i glina vrlo su neuredne, bez ponavljajuće strukture ili uzorka u svom rasporedu: to se naziva amorfna kruta tvar. Metali, legure i soli postoje kao rešetke, kao i neke vrste nemetalnih spojeva, uključujući silicijeve okside i grafitne i dijamantske oblike ugljika. Mreže se sastoje od ponavljajućih jedinica, od kojih se najmanja naziva jedinica jedinice. Jedinica ćelija sadrži sve informacije potrebne za izgradnju makrostrukture rešetke bilo koje veličine.
Strukturne karakteristike rešetki
Za sve rešetke je karakteristično da su visoko poredani, a njihovi sastavni atomi ili ioni se održavaju u pravilnim intervalima. Vezivanje u metalnim rešetkama je elektrostatsko, dok je veza u silicijskim oksidima, grafitima i dijamantima kovalentna. U svim vrstama rešetki sastavne čestice su raspoređene u energetski najpovoljnijoj konfiguraciji.
Metalna rešetkasta energija
Metali postoje kao pozitivni ioni u moru ili oblaku delokaliziranih elektrona. Bakar, na primjer, postoji kao bakarni (II) ioni u moru elektrona, a svaki bakarni atom je ovom moru donirao dva elektrona. Elektrostatička energija između iona metala i elektrona daje redoslijed rešetki, a bez te energije krutina bi bila para. Snaga metalne rešetke definirana je energijom rešetke, što je promjena energije kada se iz njegovih sastavnih atoma formira jedan mol čvrste rešetke. Metalne veze su vrlo jake, zbog čega metali imaju visoku temperaturu taljenja, a talište je točka u kojoj se kruta rešetka raspada.
Kovalentne anorganske strukture
Silicijev dioksid, odnosno silika, primjer je kovalentne rešetke. Silicij je tetravalentan, što znači da će tvoriti četiri kovalentne veze; u silici je svaka od tih veza kisik. Silicijsko-kisikova veza vrlo je jaka i zbog toga je silika vrlo stabilna struktura s visokom talištem. More slobodnih elektrona u metalima čini ih dobrim električnim i toplinskim vodičima. U silikama ili drugim kovalentnim rešetkama nema slobodnih elektrona, zbog čega su loši provodnici topline ili električne energije. Svaka tvar koja je lošeg provodnika naziva se izolatorom.
Različite kovalentne strukture
Ugljik je primjer tvari koja ima različite kovalentne strukture. Amorfni ugljik, kakav se nalazi u čađi ili uglju, nema ponovljenu strukturu. Grafit, koji se koristi u vodi olovaka i proizvodnji ugljičnih vlakana, u daleko više naručenih. Grafit sadrži slojeve šesterokutnih atoma ugljika debljine jednog sloja. Dijamant je još više sređen, koji uključuje ugljikove veze zajedno da tvore krutu, nevjerojatno jaku tetraedarsku rešetku. Dijamanti nastaju pod ekstremnom toplinom i pritiskom, a dijamant je najtvrđi od svih poznatih prirodnih tvari. Kemijski su, međutim, dijamant i čađa identični. Različite strukture elemenata ili spojeva nazivaju se alotropi.