Основные типы кристаллических решеток. Изоморфизм, полиморфизм

Основные положения молекулярно-кинетической теории газов.

1. Молекулы газа находятся на таких расстояниях друг от друга, что по сравнение с этими расстояниями можно пренебречь собственными размерами молекул и рассматривать их как точки, обладающие определенной массой (материальные точки).

2. Между молекулами идеального газа нет сил притяжения. Они ведут себя как упругие шары в пустоте и к ним применимы законы механики.

3. Молекулы находятся в состоянии вечного хаотического движения. Разные направления и скорость, но для каждой постоянной температура средняя скорость молекул есть величина постоянная, есть 2 вида скоростей: средняя арифметическая скорость -
и Средняя квадратичная скорость –

Основные типы кристаллических решеток. Изоморфизм, полиморфизм

В зависимости от природы частиц, из которых построена кристаллическая решетка, и природы сил взаимодействия между ними, различают ионные, атомные, металлические и молекулярные кристаллы. Изоморфизми полиморфизм. Способность веществ одного и того же химического состава существовать в различных кристаллических разновидностях называется полиморфизмом (термическая аллотропия). Углерод может существовать в виде графита чешуйчатого строения и алмаза, обладающего большой твердостью. Каждая кристаллическая форма устойчива при определенных Т и Р.. При изменении условий происходит изменение кристаллических форм. Полиморфные разновидности отличаются друг от друга температурой плавления, плотностью, твердостью Как правило, модификации одного и того же вещества обозначаются греческими буквами, стоящими перед его названием или химическим символом: буква α - при более низкой температуре; β - при более высокой температуре; γ и δ - еще при более высокой температуре. Многие вещества различного химического состава образуют кристаллы совершенно одинаковой формы и близкие по внутренней структуре. Это явление называется изоморфизмом. Например, алюминиевые и хромовые квасцы. Изоморфные вещества могут кристаллизоваться совместно с образованием смешанных кристаллов.

3 Макро- и микроскопические свойства веществ. Идеальный газ. Форма, объем, масса, электрический заряд и множество других свойств микрочастиц, а также характер взаимодействия между ними называются микроскопическими свойствами тела. Между микро- и макроскопическими свойствами тесная связь. Начнем с рассмотрения свойств газа, а для большей простоты возьмем за основу идеальный газ. В современно понимании идеальный газ – это тело, состоящее из неограниченного множества материальных точек, у которых единственной формой взаимодействия является прямое столкновение. Материальная точка – это гипотетический (воображаемый) объект, обладающий массой, но не имеющий геометрических размеров, т. е. не имеющий объема.

4 Особенности металлической кристаллической решетки. Большинство элементов периодической таблицы.Менделеева относятся к металлам, которые характеризуются рядом особых свойств: высокими электро- и теплопроводностями, ковкостью и пластичностью, металлическим блеском и высокой отражательной способностью по отношению к свету. Согласно теории свободных электронов в узлах решетки металла находятся положительно заряженные ионы, которые погружены в «электронный газ», распределенный по всему металлу. Между положительно заряженными ионами и нелокализованными электронами существует электростатическое взаимодействие, обеспечивающее устойчивость вещества. Элементы с чисто металлической связью (s и р-металлы) характеризуются относительно невысокими температурами плавления и твердостью. Наличие электронов, которые могут свободно перемещаться по объему кристалла, обеспечивает высокие тепло- и электропроводность, а также ковкость и пластичность металлов. Из-за ненаправленности связей, сферической формы и одинакового размера ионов металлы кристаллизуются, как правило, в плотно упакованных гексагональных или кубических гранецентрированных структурах. В металлическом кристалле атомы связаны друг с другом тем прочнее, чем больше электронов участвует в образовании этих связей. Поэтому среди металлов имеются легкоплавкие и легколетучие, атомы которых имеют 1-2 валентных электрона, например, ртуть и др. щелочные металлы. В то же время переходные металлы центральной части периодической таблицы 1У - УШ групп, имеющие 4-8 валентных электронов, образуют очень прочные кристаллические решетки и относятся к числу наиболее тугоплавких и труднолетучих веществ. Например, цирконий плавится при 1855°С, а вольфрам - при 3700°С, а кипит около 6000°С.

5 Особенности строение твёрдого тела. В повседневной практике твердое состояние вещества - это такое состояние, в котором вещество имеет собственный объем и собственную форму. Изменение этой формы требует определенных усилий - иногда небольших, иногда значительных. Ничего не стоит загнуть уголок в книге. Немногим труднее согнуть или разорвать алюминиевый листок такой же толщины, но те же операции с листком специально обработанной легированной стали требуют серьезных усилий. В определенном смысле твердое состояние представляет собой прямую противоположность газообразному. В газах изменение внешнего давления в 2 раза вдвое меняет объем, а силы взаимодействия между молекулами настолько малы, что чаще всего ими можно пренебречь. В твердых телах изменение давления в тысячи раз приводит к изменению объема всего на доли процента, а силы взаимодействия между частицами настолько велики, что чаще всего нашими воздействиями на твердое вещество можно пренебречь. Если в газе молекулы «не чувствуют» друг друга, то в твердом теле каждая частица обязательно взаимодействует с большим числом соседей. Следует подчеркнуть, что термин «твердое тело», отличающий состояние вещества от жидкости и газа, весьма неопределенен, поскольку одно вещество может образовывать несколько, порой весьма различных, твердых тел. Твердые тела в отличие от жидкостей и газов сохраняют форму. Частицы твердых тел так прочно связаны друг с другом силами сцепления, что поступательное движение их отсутствует, и лишь происходит колебательное движение около определенных точек. Для твердых тел характерно явление деформации, т.е. изменение формы или объема под влиянием внешних воздействий. По способности к деформации все твердые тела делят на упругие (сталь), пластичные (хлебное тесто, мармелад) и хрупкие (чугун, сахар). Твердые тела могут быть кристаллическими и аморфным, свойства которых различны. Кристаллические тела имеют строго определенную температуру плавления. Для них характерно также явление анизотропии, заключающееся в том, что свойства кристаллических тел в различных направлениях неодинаковы. Это зависит от свойств кристаллов, у которых теплопроводность, механическая прочность, скорость роста кристаллов, скорость растворения и другие свойства в различных направлениях различны. Аморфные тела, наоборот, не имеют постоянной, строго определенной температуры плавления, Они размягчаются в определенном интервале температур и постепенно, уменьшая свою вязкость, переходят в жидкотекучее состояние, не образуя кристаллической структуры. Они находятся в стеклообразном состоянии. В отличие от кристаллических тел для аморфных, так же как для жидкостей и газов, характерно свойство изотропности, т. е. постоянство свойств по всем направлениям (теплопроводность, электропроводность, механические свойства