रसायन विज्ञान में सभी प्रकार की जाली। धातुओं की क्रिस्टल संरचना. धातुओं की क्रिस्टल जाली

पदार्थ की संरचना.

यह व्यक्तिगत परमाणु या अणु नहीं हैं जो रासायनिक अंतःक्रिया में प्रवेश करते हैं, बल्कि पदार्थ हैं।
हमारा कार्य पदार्थ की संरचना से परिचित होना है।

कम तापमान पर पदार्थ स्थिर ठोस अवस्था में होते हैं।

☼ प्रकृति में सबसे कठोर पदार्थ हीरा है। उन्हें सभी रत्नों और कीमती पत्थरों का राजा माना जाता है। और इसके नाम का ग्रीक में अर्थ "अविनाशी" है। हीरे को लंबे समय से चमत्कारी पत्थर के रूप में देखा जाता रहा है। ऐसा माना जाता था कि हीरा पहनने वाले व्यक्ति को पेट के रोग नहीं होते, उस पर जहर का असर नहीं होता, बुढ़ापे तक उसकी याददाश्त और खुशमिजाज बनी रहती है और उसे शाही अनुग्रह प्राप्त होता है।

☼ एक हीरा जिसे आभूषण प्रसंस्करण - काटने, चमकाने - के अधीन किया गया है, हीरा कहलाता है।

थर्मल कंपन के परिणामस्वरूप पिघलने पर, कणों का क्रम बाधित हो जाता है, वे गतिशील हो जाते हैं, जबकि रासायनिक बंधन की प्रकृति बाधित नहीं होती है। इस प्रकार, ठोस और तरल अवस्था के बीच कोई बुनियादी अंतर नहीं है।
द्रव तरलता (अर्थात बर्तन का आकार लेने की क्षमता) प्राप्त कर लेता है।

तरल क्रिस्टल.

लिक्विड क्रिस्टल की खोज 19वीं सदी के अंत में हुई थी, लेकिन इसका अध्ययन पिछले 20-25 वर्षों में किया गया है। आधुनिक तकनीक के कई डिस्प्ले डिवाइस, उदाहरण के लिए, कुछ इलेक्ट्रॉनिक घड़ियाँ और मिनी-कंप्यूटर, लिक्विड क्रिस्टल पर काम करते हैं।

सामान्य तौर पर, "तरल क्रिस्टल" शब्द "गर्म बर्फ" से कम असामान्य नहीं लगते हैं। हालाँकि, वास्तव में, बर्फ गर्म भी हो सकती है, क्योंकि... 10,000 से अधिक एटीएम के दबाव पर। पानी की बर्फ 2000 C से ऊपर के तापमान पर पिघलती है। "तरल क्रिस्टल" संयोजन की असामान्यता यह है कि तरल अवस्था संरचना की गतिशीलता को इंगित करती है, और क्रिस्टल सख्त आदेश को दर्शाता है।

यदि किसी पदार्थ में लम्बी या लैमेलर आकृति के बहुपरमाणुक अणु होते हैं और एक विषम संरचना होती है, तो जब यह पिघलता है, तो ये अणु एक दूसरे के सापेक्ष एक निश्चित तरीके से उन्मुख होते हैं (उनकी लंबी धुरी समानांतर होती है)। इस मामले में, अणु स्वतंत्र रूप से स्वयं के समानांतर घूम सकते हैं, अर्थात। सिस्टम किसी तरल पदार्थ की तरलता विशेषता का गुण प्राप्त कर लेता है। साथ ही, सिस्टम एक क्रमबद्ध संरचना को बरकरार रखता है, जो क्रिस्टल की गुणों की विशेषता को निर्धारित करता है।

ऐसी संरचना की उच्च गतिशीलता इसे बहुत कमजोर प्रभावों (थर्मल, इलेक्ट्रिकल, आदि) के माध्यम से नियंत्रित करना संभव बनाती है, अर्थात। किसी पदार्थ के गुणों को, ऑप्टिकल वाले सहित, बहुत कम ऊर्जा व्यय के साथ उद्देश्यपूर्ण ढंग से बदलना, जिसका उपयोग आधुनिक तकनीक में किया जाता है।

क्रिस्टल जाली के प्रकार.

कोई भी रासायनिक पदार्थ बड़ी संख्या में समान कणों से मिलकर बनता है जो आपस में जुड़े होते हैं।
कम तापमान पर, जब तापीय गति कठिन होती है, कण सख्ती से अंतरिक्ष में उन्मुख होते हैं और एक क्रिस्टल जाली बनाते हैं।

क्रिस्टल कोशिका अंतरिक्ष में कणों की ज्यामितीय रूप से सही व्यवस्था वाली एक संरचना है।

क्रिस्टल जाली में ही, नोड्स और इंटरनोडल स्पेस को प्रतिष्ठित किया जाता है।
एक ही पदार्थ, स्थितियों (पी, टी,...) के आधार पर, विभिन्न क्रिस्टलीय रूपों में मौजूद होता है (यानी, उनके पास अलग-अलग क्रिस्टल लैटिस होते हैं) - एलोट्रोपिक संशोधन जो गुणों में भिन्न होते हैं।
उदाहरण के लिए, कार्बन के चार संशोधन ज्ञात हैं: ग्रेफाइट, डायमंड, कार्बाइन और लोन्सडेलाइट।

☼ क्रिस्टलीय कार्बन की चौथी किस्म, "लोन्सडेलाइट" बहुत कम ज्ञात है। इसे उल्कापिंडों में खोजा गया और कृत्रिम रूप से प्राप्त किया गया, और इसकी संरचना का अभी भी अध्ययन किया जा रहा है।

☼ कालिख, कोक और चारकोल को कार्बन के अनाकार पॉलिमर के रूप में वर्गीकृत किया गया था। हालाँकि, अब यह ज्ञात हो गया है कि ये भी क्रिस्टलीय पदार्थ हैं।

☼ वैसे कालिख में चमकदार काले कण पाए जाते थे, जिन्हें "मिरर कार्बन" कहा जाता था। मिरर कार्बन रासायनिक रूप से निष्क्रिय, गर्मी प्रतिरोधी, गैसों और तरल पदार्थों के प्रति अभेद्य है, इसकी सतह चिकनी है और यह जीवित ऊतकों के साथ बिल्कुल अनुकूल है।

☼ ग्रेफाइट नाम इतालवी "ग्रैफिटो" से आया है - मैं लिखता हूं, मैं चित्र बनाता हूं। ग्रेफाइट गहरे भूरे रंग के क्रिस्टल होते हैं जिनमें धात्विक चमक कम होती है और इसमें एक परतदार जाली होती है। ग्रेफाइट क्रिस्टल में परमाणुओं की व्यक्तिगत परतें, एक दूसरे से अपेक्षाकृत कमजोर रूप से जुड़ी होती हैं, आसानी से एक दूसरे से अलग हो जाती हैं।

क्रिस्टल जाली के प्रकार

विभिन्न क्रिस्टल जाली वाले पदार्थों के गुण (तालिका)

यदि ठंडा होने पर क्रिस्टल की वृद्धि दर कम हो, तो एक कांच जैसी अवस्था (अनाकार) बनती है।

आवर्त सारणी में किसी तत्व की स्थिति और उसके सरल पदार्थ के क्रिस्टल जालक के बीच संबंध।

आवर्त सारणी में किसी तत्व की स्थिति और उसके संगत तत्व के क्रिस्टल जालक के बीच घनिष्ठ संबंध है।

शेष तत्वों के सरल पदार्थों में धात्विक क्रिस्टल जाली होती है।

फिक्सिंग

व्याख्यान सामग्री का अध्ययन करें और निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर अपनी नोटबुक में लिखित रूप में दें:
- क्रिस्टल जाली क्या है?
- किस प्रकार की क्रिस्टल जाली मौजूद हैं?
- योजना के अनुसार प्रत्येक प्रकार के क्रिस्टल जाली का वर्णन करें:

क्रिस्टल जाली के नोड्स में क्या है, संरचनात्मक इकाई → नोड के कणों के बीच रासायनिक बंधन का प्रकार → क्रिस्टल के कणों के बीच परस्पर क्रिया बल → क्रिस्टल जाली द्वारा निर्धारित भौतिक गुण → सामान्य परिस्थितियों में पदार्थ की समग्र स्थिति → उदाहरण

इस विषय पर पूर्ण कार्य:

- रोजमर्रा की जिंदगी में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले निम्नलिखित पदार्थों में किस प्रकार की क्रिस्टल जाली होती है: पानी, एसिटिक एसिड (CH3 COOH), चीनी (C12 H22 O11), पोटेशियम उर्वरक (KCl), नदी की रेत (SiO2) - पिघलने बिंदु 1710 0C, अमोनिया (NH3), नमक? एक सामान्य निष्कर्ष निकालें: किसी पदार्थ के किन गुणों से कोई उसके क्रिस्टल जाली के प्रकार का निर्धारण कर सकता है?
दिए गए पदार्थों के सूत्रों का उपयोग करके: SiC, CS2, NaBr, C2 H2 - प्रत्येक यौगिक के क्रिस्टल जाली (आयनिक, आणविक) के प्रकार को निर्धारित करें और इसके आधार पर, चार पदार्थों में से प्रत्येक के भौतिक गुणों का वर्णन करें।
ट्रेनर नंबर 1. "क्रिस्टल जाली"
ट्रेनर नंबर 2. "परीक्षण कार्य"
परीक्षण (आत्म-नियंत्रण):

1) वे पदार्थ जिनमें एक नियम के रूप में आणविक क्रिस्टल जाली होती है:
ए)। दुर्दम्य और पानी में अत्यधिक घुलनशील
बी)। गलने योग्य और अस्थिर
वी). ठोस और विद्युत प्रवाहकीय
जी)। तापीय प्रवाहकीय और प्लास्टिक

2) "अणु" की अवधारणा किसी पदार्थ की संरचनात्मक इकाई पर लागू नहीं होती है:

बी)। ऑक्सीजन

वी). डायमंड

3) परमाणु क्रिस्टल जाली की विशेषता है:

ए)। एल्यूमीनियम और ग्रेफाइट

बी)। सल्फर और आयोडीन

वी). सिलिकॉन ऑक्साइड और सोडियम क्लोराइड

जी)। हीरा और बोरोन

4) यदि कोई पदार्थ पानी में अत्यधिक घुलनशील है, उसका गलनांक उच्च है, और विद्युत प्रवाहकीय है, तो उसकी क्रिस्टल जाली है:

ए)। मोलेकुलर

बी)। परमाणु

वी). ईओण का

जी)। धातु

निर्देश

जैसा कि आप नाम से ही आसानी से अंदाजा लगा सकते हैं कि धातुओं में धातु प्रकार की जाली पाई जाती है। इन पदार्थों में आमतौर पर उच्च गलनांक, धात्विक चमक, कठोरता होती है और ये विद्युत प्रवाह के अच्छे संवाहक होते हैं। याद रखें कि इस प्रकार की जाली साइटों में या तो तटस्थ परमाणु होते हैं या सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन होते हैं। नोड्स के बीच रिक्त स्थान में इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिनका प्रवासन ऐसे पदार्थों की उच्च विद्युत चालकता सुनिश्चित करता है।

आयनिक प्रकार की क्रिस्टल जाली। यह याद रखना चाहिए कि यह लवणों में भी निहित है। विशेषता - प्रसिद्ध टेबल नमक, सोडियम क्लोराइड के क्रिस्टल। ऐसे जालकों के स्थानों पर धनात्मक और ऋणात्मक आवेशित आयन बारी-बारी से आते हैं। ऐसे पदार्थ आमतौर पर दुर्दम्य होते हैं और इनमें कम अस्थिरता होती है। जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, वे आयनिक प्रकार के हैं।

क्रिस्टल जाली का परमाणु प्रकार सरल पदार्थों - अधातुओं में निहित होता है, जो सामान्य परिस्थितियों में ठोस होते हैं। उदाहरण के लिए, सल्फर, फास्फोरस,... ऐसी जाली के स्थानों पर तटस्थ परमाणु सहसंयोजक रासायनिक बंधों द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं। ऐसे पदार्थों को पानी में अपवर्तकता और अघुलनशीलता की विशेषता होती है। कुछ (उदाहरण के लिए, कार्बन के रूप में) में असाधारण रूप से उच्च कठोरता होती है।

अंत में, अंतिम प्रकार की जाली आणविक है। यह उन पदार्थों में पाया जाता है जो सामान्य परिस्थितियों में तरल या गैसीय रूप में होते हैं। जैसा कि फिर से आसानी से समझा जा सकता है, ऐसी जाली के नोड्स पर अणु होते हैं। वे या तो गैर-ध्रुवीय हो सकते हैं (सरल गैसों जैसे कि Cl2, O2 के लिए) या ध्रुवीय (सबसे प्रसिद्ध उदाहरण पानी H2O है)। इस प्रकार की जाली वाले पदार्थ विद्युत धारा का संचालन नहीं करते, अस्थिर होते हैं और इनका गलनांक कम होता है।

स्रोत:

• झंझरी प्रकार

तापमान गलनकिसी ठोस की शुद्धता निर्धारित करने के लिए उसकी माप की जाती है। शुद्ध पदार्थ में अशुद्धियाँ आमतौर पर तापमान कम कर देती हैं गलनया उस अंतराल को बढ़ाएँ जिस पर यौगिक पिघलता है। केशिका विधि अशुद्धियों को नियंत्रित करने की एक उत्कृष्ट विधि है।

आपको चाहिये होगा

• - परीक्षण पदार्थ;
• - कांच की केशिका, एक छोर पर सील (व्यास 1 मिमी);
• - 6-8 मिमी व्यास और कम से कम 50 सेमी की लंबाई वाली ग्लास ट्यूब;
• - गरम ब्लॉक.

निर्देश

कांच की ट्यूब को एक कठोर सतह पर लंबवत रखें और केशिका को इसके माध्यम से कई बार सीलबंद सिरे से गिराएं। यह पदार्थ को संकुचित करने में मदद करता है। तापमान निर्धारित करने के लिए केशिका में पदार्थ का स्तंभ लगभग 2-5 मिमी होना चाहिए।

केशिका थर्मामीटर को गर्म ब्लॉक में रखें और तापमान बढ़ने पर परीक्षण पदार्थ में होने वाले परिवर्तनों का निरीक्षण करें। गर्म करने से पहले और उसके दौरान, थर्मामीटर को ब्लॉक की दीवारों या अन्य बहुत गर्म सतहों को नहीं छूना चाहिए, अन्यथा यह फट सकता है।

उस तापमान पर ध्यान दें जिस पर केशिका (शुरुआत) में पहली बूंदें दिखाई देती हैं गलन), और वह तापमान जिस पर अंतिम पदार्थ गायब हो जाते हैं (अंत)। गलन). इस अंतराल में पदार्थ तब तक घटने लगता है जब तक कि वह पूरी तरह से तरल अवस्था में परिवर्तित न हो जाए। विश्लेषण करते समय, पदार्थ में परिवर्तन या अपघटन पर भी ध्यान दें।

माप को 1-2 बार और दोहराएँ। प्रत्येक माप के परिणामों को संबंधित तापमान अंतराल के रूप में प्रस्तुत करें जिसके दौरान पदार्थ ठोस से तरल में गुजरता है। विश्लेषण के अंत में, परीक्षण पदार्थ की शुद्धता के बारे में निष्कर्ष निकालें।

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क्रिस्टल में, रासायनिक कण (अणु, परमाणु और आयन) एक निश्चित क्रम में व्यवस्थित होते हैं, कुछ शर्तों के तहत वे नियमित सममित पॉलीहेड्रा बनाते हैं; क्रिस्टल जालक चार प्रकार के होते हैं - आयनिक, परमाणु, आणविक और धात्विक।

क्रिस्टल

क्रिस्टलीय अवस्था को कणों की व्यवस्था में लंबी दूरी के क्रम की उपस्थिति के साथ-साथ क्रिस्टल जाली की समरूपता की विशेषता है। ठोस क्रिस्टल त्रि-आयामी संरचनाएँ हैं जिनमें एक ही संरचनात्मक तत्व सभी दिशाओं में दोहराया जाता है।

क्रिस्टल का सही आकार उनकी आंतरिक संरचना से निर्धारित होता है। यदि आप इन कणों के गुरुत्वाकर्षण के केंद्रों के बजाय उनमें अणुओं, परमाणुओं और आयनों को बिंदुओं से प्रतिस्थापित करते हैं, तो आपको त्रि-आयामी नियमित वितरण मिलता है -। इसकी संरचना के दोहराए जाने वाले तत्वों को प्राथमिक कोशिकाएँ कहा जाता है, और बिंदुओं को क्रिस्टल जाली के नोड्स कहा जाता है। क्रिस्टल उन्हें बनाने वाले कणों के साथ-साथ उनके बीच रासायनिक बंधन की प्रकृति के आधार पर कई प्रकार के होते हैं।

आयनिक क्रिस्टल जाली

आयनिक क्रिस्टल आयन और धनायन बनाते हैं, जिनके बीच में होते हैं। इस प्रकार के क्रिस्टल में अधिकांश धातुओं के लवण शामिल होते हैं। प्रत्येक धनायन आयन की ओर आकर्षित होता है और अन्य धनायनों द्वारा विकर्षित होता है, इसलिए आयनिक क्रिस्टल में एकल अणुओं को अलग करना असंभव है। क्रिस्टल को एक विशाल माना जा सकता है, और इसका आकार सीमित नहीं है; यह नए आयनों को जोड़ने में सक्षम है।

परमाणु क्रिस्टल जाली

परमाणु क्रिस्टल में, व्यक्तिगत परमाणु सहसंयोजक बंधों द्वारा एकजुट होते हैं। आयनिक क्रिस्टल की तरह इन्हें भी विशाल अणु माना जा सकता है। साथ ही, परमाणु क्रिस्टल बहुत कठोर और टिकाऊ होते हैं, और बिजली और गर्मी का संचालन अच्छी तरह से नहीं करते हैं। वे व्यावहारिक रूप से अघुलनशील हैं और कम प्रतिक्रियाशीलता की विशेषता रखते हैं। परमाणु जालक वाले पदार्थ बहुत उच्च तापमान पर पिघलते हैं।

आणविक क्रिस्टल

आणविक क्रिस्टल जालक उन अणुओं से बनते हैं जिनके परमाणु सहसंयोजक बंधों द्वारा एकजुट होते हैं। इसके कारण अणुओं के बीच कमजोर आणविक बल कार्य करते हैं। ऐसे क्रिस्टलों की विशेषता कम कठोरता, कम गलनांक और उच्च तरलता होती है। वे जो पदार्थ बनाते हैं, साथ ही उनके पिघलने और समाधान, विद्युत प्रवाह को अच्छी तरह से संचालित नहीं करते हैं।

धातु क्रिस्टल जाली

धातु क्रिस्टल जाली में, परमाणुओं को अधिकतम घनत्व के साथ व्यवस्थित किया जाता है, उनके बंधन को स्थानीयकृत किया जाता है, और वे पूरे क्रिस्टल में विस्तारित होते हैं। ऐसे क्रिस्टल अपारदर्शी होते हैं, उनमें धात्विक चमक होती है, वे आसानी से विकृत हो जाते हैं और बिजली और गर्मी के अच्छे संवाहक होते हैं।

यह वर्गीकरण केवल सीमित मामलों का वर्णन करता है; अकार्बनिक पदार्थों के अधिकांश क्रिस्टल मध्यवर्ती प्रकार के होते हैं - आणविक-सहसंयोजक, सहसंयोजक, आदि। एक उदाहरण एक ग्रेफाइट क्रिस्टल है, प्रत्येक परत के अंदर इसमें सहसंयोजक-धात्विक बंधन होते हैं, और परतों के बीच आणविक होते हैं। .

स्रोत:

• alhidik.ru, ठोस

हीरा एक खनिज है जो कार्बन के एलोट्रोपिक संशोधनों में से एक से संबंधित है। इसकी विशिष्ट विशेषता इसकी उच्च कठोरता है, जो इसे सबसे कठोर पदार्थ का खिताब दिलाती है। हीरा एक काफी दुर्लभ खनिज है, लेकिन साथ ही यह सबसे व्यापक भी है। इसकी असाधारण कठोरता का उपयोग मैकेनिकल इंजीनियरिंग और उद्योग में किया जाता है।

निर्देश

हीरे में एक परमाणु क्रिस्टल जाली होती है। अणु का आधार बनाने वाले कार्बन परमाणु टेट्राहेड्रोन के रूप में व्यवस्थित होते हैं, यही कारण है कि हीरे में इतनी अधिक ताकत होती है। सभी परमाणु मजबूत सहसंयोजक बंधों से जुड़े होते हैं, जो अणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना के आधार पर बनते हैं।

कार्बन परमाणु में sp3 संकरित कक्षाएँ हैं जो 109 डिग्री और 28 मिनट के कोण पर हैं। हाइब्रिड ऑर्बिटल्स का ओवरलैप क्षैतिज तल में एक सीधी रेखा में होता है।

इस प्रकार, जब कक्षाएँ ऐसे कोण पर ओवरलैप होती हैं, तो एक केन्द्रित कक्ष बनता है, जो घन प्रणाली से संबंधित होता है, इसलिए हम कह सकते हैं कि हीरे की एक घन संरचना होती है। इस संरचना को प्रकृति में सबसे मजबूत में से एक माना जाता है। सभी टेट्राहेड्रा परमाणुओं के छह-सदस्यीय छल्लों की परतों का एक त्रि-आयामी नेटवर्क बनाते हैं। सहसंयोजक बंधों का ऐसा स्थिर नेटवर्क और उनका त्रि-आयामी वितरण क्रिस्टल जाली की अतिरिक्त ताकत की ओर ले जाता है।

पदार्थों की आणविक और गैर-आणविक संरचना। पदार्थ की संरचना

यह व्यक्तिगत परमाणु या अणु नहीं हैं जो रासायनिक अंतःक्रिया में प्रवेश करते हैं, बल्कि पदार्थ हैं। पदार्थों को बांड के प्रकार के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है मोलेकुलरऔर गैर आणविक संरचना. अणुओं से बने पदार्थ कहलाते हैं आणविक पदार्थ. ऐसे पदार्थों में अणुओं के बीच के बंधन बहुत कमजोर होते हैं, अणु के अंदर परमाणुओं के बीच की तुलना में बहुत कमजोर होते हैं, और अपेक्षाकृत कम तापमान पर भी वे टूट जाते हैं - पदार्थ तरल में बदल जाता है और फिर गैस (आयोडीन का ऊर्ध्वपातन) में बदल जाता है। अणुओं से बने पदार्थों के पिघलने और क्वथनांक बढ़ते आणविक भार के साथ बढ़ते हैं। को आणविक पदार्थइनमें परमाणु संरचना वाले पदार्थ (C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W) शामिल हैं, इनमें धातु और अधातु भी शामिल हैं। पदार्थों को गैर आणविक संरचनाआयनिक यौगिक शामिल करें. अधातुओं के साथ धातुओं के अधिकांश यौगिकों में यह संरचना होती है: सभी लवण (NaCl, K 2 SO 4), कुछ हाइड्राइड (LiH) और ऑक्साइड (CaO, MgO, FeO), क्षार (NaOH, KOH)। आयनिक (गैर-आणविक) पदार्थउच्च गलनांक और क्वथनांक होते हैं।

ठोस: अनाकार और क्रिस्टलीय

ठोसों को विभाजित किया गया है क्रिस्टलीय और अनाकार.

अनाकार पदार्थस्पष्ट गलनांक नहीं होता - गर्म करने पर वे धीरे-धीरे नरम हो जाते हैं और तरल अवस्था में बदल जाते हैं। उदाहरण के लिए, प्लास्टिसिन और विभिन्न रेजिन अनाकार अवस्था में हैं।

क्रिस्टलीय पदार्थयह कणों की सही व्यवस्था द्वारा विशेषता है जिसमें वे शामिल हैं: परमाणु, अणु और आयन - अंतरिक्ष में कड़ाई से परिभाषित बिंदुओं पर। जब ये बिंदु सीधी रेखाओं से जुड़े होते हैं, तो एक स्थानिक ढांचा बनता है, जिसे क्रिस्टल जाली कहा जाता है। वे बिंदु जिन पर क्रिस्टल कण स्थित होते हैं, जाली नोड कहलाते हैं। क्रिस्टल जाली के नोड्स पर स्थित कणों के प्रकार और उनके बीच संबंध की प्रकृति के आधार पर, चार प्रकार के क्रिस्टल जाली प्रतिष्ठित हैं: आयनिक, परमाणु, आणविक और धात्विक।

क्रिस्टल जालकों को आयनिक कहा जाता है, जिसके नोड्स पर आयन होते हैं। वे आयनिक बंधन वाले पदार्थों से बनते हैं, जो सरल आयनों Na+, Cl - और जटिल SO 4 2-, OH - दोनों को बांध सकते हैं। नतीजतन, धातुओं के लवण और कुछ ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड में आयनिक क्रिस्टल जालक होते हैं। उदाहरण के लिए, एक सोडियम क्लोराइड क्रिस्टल बारी-बारी से सकारात्मक Na + और नकारात्मक सीएल - आयनों से बनाया जाता है, जो एक घन के आकार की जाली बनाता है। ऐसे क्रिस्टल में आयनों के बीच के बंधन बहुत स्थिर होते हैं। इसलिए, आयनिक जाली वाले पदार्थों को अपेक्षाकृत उच्च कठोरता और ताकत की विशेषता होती है, वे दुर्दम्य और गैर-वाष्पशील होते हैं।

क्रिस्टलीय जाली - ए) और अनाकार जाली - बी)।

परमाणु क्रिस्टल जाली

परमाणुक्रिस्टल लैटिस कहलाते हैं, जिनके नोड्स में अलग-अलग परमाणु होते हैं। ऐसी जाली में परमाणु एक दूसरे से जुड़े होते हैं बहुत मजबूत सहसंयोजक बंधन. इस प्रकार के क्रिस्टल लैटिस वाले पदार्थों का एक उदाहरण हीरा है, जो कार्बन के एलोट्रोपिक संशोधनों में से एक है। परमाणु क्रिस्टल जाली वाले अधिकांश पदार्थों में बहुत अधिक पिघलने बिंदु होते हैं (उदाहरण के लिए, हीरे के लिए यह 3500 डिग्री सेल्सियस से अधिक होता है), वे मजबूत और कठोर होते हैं, और व्यावहारिक रूप से अघुलनशील होते हैं।

आणविक क्रिस्टल जाली

मोलेकुलरक्रिस्टल लैटिस कहलाते हैं, जिनके नोड्स में अणु स्थित होते हैं। इन अणुओं में रासायनिक बंधन ध्रुवीय (एचसीएल, एच 2 ओ) और गैर-ध्रुवीय (एन 2, ओ 2) दोनों हो सकते हैं। इस तथ्य के बावजूद कि अणुओं के अंदर के परमाणु बहुत मजबूत सहसंयोजक बंधों से जुड़े होते हैं, अणुओं के बीच अंतर-आणविक आकर्षण के कमजोर बल कार्य करते हैं. इसलिए, आणविक क्रिस्टल जाली वाले पदार्थों में कम कठोरता, कम पिघलने बिंदु और अस्थिर होते हैं। अधिकांश ठोस कार्बनिक यौगिकों में आणविक क्रिस्टल जाली (नेफ़थलीन, ग्लूकोज, चीनी) होती है।

धातु क्रिस्टल जाली

पदार्थों के साथ धातु बंधनधातु क्रिस्टल जाली हैं। ऐसी जाली के नोड्स पर होते हैं परमाणु और आयन(या तो परमाणु या आयन जिसमें धातु परमाणु आसानी से परिवर्तित हो जाते हैं, अपने बाहरी इलेक्ट्रॉनों को "सामान्य उपयोग के लिए" छोड़ देते हैं)। धातुओं की यह आंतरिक संरचना उनके विशिष्ट भौतिक गुणों को निर्धारित करती है: लचीलापन, लचीलापन, विद्युत और तापीय चालकता, विशिष्ट धात्विक चमक।

वंचक पत्रक

अधिकांश ठोसों में होता है क्रिस्टल की संरचना, जिसमें वे कण जिनसे यह "निर्मित" होता है, एक निश्चित क्रम में होते हैं, जिससे निर्माण होता है क्रिस्टल लैटिस. इसे समान संरचनात्मक इकाइयों को दोहराकर बनाया गया है - इकाई कोशिकाएँ, जो पड़ोसी कोशिकाओं के साथ संचार करता है, अतिरिक्त नोड्स बनाता है। परिणामस्वरूप, 14 अलग-अलग क्रिस्टल जाली हैं।

क्रिस्टल जाली के प्रकार.

जाली नोड्स पर खड़े कणों के आधार पर, उन्हें प्रतिष्ठित किया जाता है:

• धातु क्रिस्टल जाली;
• आयनिक क्रिस्टल जाली;
• आणविक क्रिस्टल जाली;
• मैक्रोमोलेक्यूलर (परमाणु) क्रिस्टल जाली।

क्रिस्टल जालकों में धात्विक बंधन।

आयनिक क्रिस्टलों की नाजुकता बढ़ गई है, क्योंकि क्रिस्टल जाली में बदलाव (थोड़ा सा भी) इस तथ्य की ओर ले जाता है कि समान-आवेशित आयन एक-दूसरे को पीछे हटाना शुरू कर देते हैं, और बंधन टूट जाते हैं, दरारें और विभाजन बन जाते हैं।

क्रिस्टल जालकों का आणविक बंधन।

अंतरआण्विक बंधन की मुख्य विशेषता इसकी "कमजोरी" (वैन डेर वाल्स, हाइड्रोजन) है।

यह बर्फ की संरचना है. प्रत्येक जल अणु अपने आसपास के 4 अणुओं से हाइड्रोजन बंध द्वारा जुड़ा होता है, जिसके परिणामस्वरूप एक चतुष्फलकीय संरचना बनती है।

हाइड्रोजन बंधन उच्च क्वथनांक, गलनांक और कम घनत्व की व्याख्या करता है;

क्रिस्टल लैटिस का मैक्रोमोलेक्यूलर कनेक्शन।

क्रिस्टल जाली के नोड्स पर परमाणु होते हैं। इन क्रिस्टलों को विभाजित किया गया है 3 प्रकार:

• चौखटा;
• जंजीर;
• स्तरित संरचनाएँ.

ढांचा संरचनाहीरा प्रकृति में सबसे कठोर पदार्थों में से एक है। कार्बन परमाणु 4 समान सहसंयोजक बंधन बनाता है, जो एक नियमित टेट्राहेड्रोन के आकार को इंगित करता है ( एसपी 3 - संकरण)। प्रत्येक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों का एक अकेला जोड़ा होता है, जो पड़ोसी परमाणुओं के साथ भी बंध सकता है। परिणामस्वरूप, एक त्रि-आयामी जाली बनती है, जिसके नोड्स में केवल कार्बन परमाणु होते हैं।

ऐसी संरचना को नष्ट करने में बहुत अधिक ऊर्जा लगती है; ऐसे यौगिकों का गलनांक उच्च होता है (हीरे के लिए यह 3500°C होता है)।

स्तरित संरचनाएँप्रत्येक परत के भीतर सहसंयोजक बंधों की उपस्थिति और परतों के बीच कमजोर वैन डेर वाल्स बंधों की बात करें।

आइए एक उदाहरण देखें: ग्रेफाइट। प्रत्येक कार्बन परमाणु में है एसपी 2 - संकरण. चौथा अयुग्मित इलेक्ट्रॉन परतों के बीच एक वैन डेर वाल्स बंधन बनाता है। इसलिए, चौथी परत बहुत गतिशील है:

बंधन कमज़ोर होते हैं, इसलिए उन्हें तोड़ना आसान होता है, जिसे पेंसिल में देखा जा सकता है - "लेखन गुण" - चौथी परत कागज पर बनी रहती है।

ग्रेफाइट विद्युत धारा का एक उत्कृष्ट संवाहक है (इलेक्ट्रॉन परत के तल के साथ चलने में सक्षम हैं)।

श्रृंखला संरचनाएँऑक्साइड हैं (उदाहरण के लिए, इसलिए 3 ), जो चमकदार सुइयों, पॉलिमर, कुछ अनाकार पदार्थ, सिलिकेट (एस्बेस्टस) के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है।

कई भौतिक और रासायनिक प्रतिक्रियाओं को अंजाम देते समय, कोई पदार्थ एकत्रीकरण की ठोस अवस्था में चला जाता है। इस मामले में, अणु और परमाणु स्वयं को ऐसे स्थानिक क्रम में व्यवस्थित करते हैं जिसमें पदार्थ के कणों के बीच परस्पर क्रिया की ताकतें अधिकतम संतुलित होंगी। इस प्रकार ठोस पदार्थ की मजबूती प्राप्त की जाती है। परमाणु, एक बार एक निश्चित स्थिति पर कब्जा कर लेने के बाद, छोटी दोलन गति करते हैं, जिसका आयाम तापमान पर निर्भर करता है, लेकिन अंतरिक्ष में उनकी स्थिति निश्चित रहती है। आकर्षण और प्रतिकर्षण की शक्तियाँ एक निश्चित दूरी पर एक दूसरे को संतुलित करती हैं।

पदार्थ की संरचना के बारे में आधुनिक विचार

आधुनिक विज्ञान कहता है कि परमाणु में एक आवेशित नाभिक होता है, जो धनात्मक आवेश वहन करता है, और इलेक्ट्रॉन, जो ऋणात्मक आवेश वहन करते हैं। प्रति सेकंड कई हजार ट्रिलियन क्रांतियों की गति से, इलेक्ट्रॉन अपनी कक्षाओं में घूमते हैं, जिससे नाभिक के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन बादल बनता है। नाभिक का धनात्मक आवेश संख्यात्मक रूप से इलेक्ट्रॉनों के ऋणात्मक आवेश के बराबर होता है। इस प्रकार, पदार्थ का परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ रहता है। अन्य परमाणुओं के साथ संभावित अंतःक्रिया तब होती है जब इलेक्ट्रॉन अपने मूल परमाणु से अलग हो जाते हैं, जिससे विद्युत संतुलन गड़बड़ा जाता है। एक मामले में, परमाणुओं को एक निश्चित क्रम में व्यवस्थित किया जाता है, जिसे क्रिस्टल जाली कहा जाता है। दूसरे में, नाभिक और इलेक्ट्रॉनों की जटिल परस्पर क्रिया के कारण, वे विभिन्न प्रकार और जटिलता के अणुओं में संयुक्त हो जाते हैं।

क्रिस्टल जाली की परिभाषा

कुल मिलाकर, पदार्थों के विभिन्न प्रकार के क्रिस्टलीय जाल विभिन्न स्थानिक अभिविन्यास वाले नेटवर्क होते हैं, जिनके नोड्स पर आयन, अणु या परमाणु स्थित होते हैं। इस स्थिर ज्यामितीय स्थानिक स्थिति को पदार्थ की क्रिस्टल जाली कहा जाता है। एक क्रिस्टल सेल के नोड्स के बीच की दूरी को पहचान अवधि कहा जाता है। वे स्थानिक कोण जिन पर कोशिका नोड स्थित होते हैं, पैरामीटर कहलाते हैं। बंधन बनाने की विधि के अनुसार, क्रिस्टल जाली सरल, आधार-केंद्रित, चेहरा-केंद्रित और शरीर-केंद्रित हो सकती है। यदि पदार्थ के कण केवल समांतर चतुर्भुज के कोनों में स्थित हों, तो ऐसी जाली को सरल कहा जाता है। ऐसी जाली का एक उदाहरण नीचे दिखाया गया है:

यदि, नोड्स के अलावा, पदार्थ के कण स्थानिक विकर्णों के बीच में स्थित होते हैं, तो पदार्थ में कणों की इस व्यवस्था को शरीर-केंद्रित क्रिस्टल जाली कहा जाता है। इस प्रकार को चित्र में स्पष्ट रूप से दिखाया गया है।

यदि, जाली के शीर्षों पर नोड्स के अलावा, उस स्थान पर एक नोड है जहां समानांतर चतुर्भुज के काल्पनिक विकर्ण प्रतिच्छेद करते हैं, तो आपके पास एक चेहरा-केंद्रित प्रकार की जाली है।

क्रिस्टल जाली के प्रकार

किसी पदार्थ को बनाने वाले विभिन्न सूक्ष्म कण विभिन्न प्रकार के क्रिस्टल जाली निर्धारित करते हैं। वे क्रिस्टल के अंदर सूक्ष्म कणों के बीच संबंध बनाने के सिद्धांत को निर्धारित कर सकते हैं। क्रिस्टल जाली के भौतिक प्रकार आयनिक, परमाणु और आणविक हैं। इसमें विभिन्न प्रकार की धातु क्रिस्टल जाली भी शामिल हैं। रसायन विज्ञान तत्वों की आंतरिक संरचना के सिद्धांतों का अध्ययन करता है। क्रिस्टल जाली के प्रकार नीचे अधिक विस्तार से प्रस्तुत किए गए हैं।

आयनिक क्रिस्टल जाली

इस प्रकार के क्रिस्टल जालक आयनिक प्रकार के बंधन वाले यौगिकों में मौजूद होते हैं। इस मामले में, जाली साइटों में विपरीत विद्युत आवेश वाले आयन होते हैं। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के लिए धन्यवाद, अंतर्आयनिक संपर्क की ताकतें काफी मजबूत हैं, और यह पदार्थ के भौतिक गुणों को निर्धारित करता है। सामान्य विशेषताएं हैं अपवर्तकता, घनत्व, कठोरता और विद्युत प्रवाह संचालित करने की क्षमता। आयनिक प्रकार के क्रिस्टल जाली टेबल नमक, पोटेशियम नाइट्रेट और अन्य जैसे पदार्थों में पाए जाते हैं।

परमाणु क्रिस्टल जाली

पदार्थ की इस प्रकार की संरचना उन तत्वों में अंतर्निहित होती है जिनकी संरचना सहसंयोजक रासायनिक बंधों द्वारा निर्धारित होती है। इस प्रकार के क्रिस्टल जालकों में नोड्स पर अलग-अलग परमाणु होते हैं, जो मजबूत सहसंयोजक बंधों द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं। इस प्रकार का बंधन तब होता है जब दो समान परमाणु इलेक्ट्रॉनों को "साझा" करते हैं, जिससे पड़ोसी परमाणुओं के लिए इलेक्ट्रॉनों की एक सामान्य जोड़ी बनती है। इस अंतःक्रिया के लिए धन्यवाद, सहसंयोजक बंधन परमाणुओं को एक निश्चित क्रम में समान रूप से और मजबूती से बांधते हैं। जिन रासायनिक तत्वों में परमाणु प्रकार के क्रिस्टल जाली होते हैं वे कठोर होते हैं, उच्च गलनांक वाले होते हैं, बिजली के खराब संवाहक होते हैं और रासायनिक रूप से निष्क्रिय होते हैं। समान आंतरिक संरचना वाले तत्वों के उत्कृष्ट उदाहरणों में हीरा, सिलिकॉन, जर्मेनियम और बोरान शामिल हैं।

आणविक क्रिस्टल जाली

जिन पदार्थों में आणविक प्रकार की क्रिस्टल जाली होती है, वे स्थिर, परस्पर क्रिया करने वाले, बारीकी से पैक किए गए अणुओं की एक प्रणाली होती हैं जो क्रिस्टल जाली के नोड्स पर स्थित होती हैं। ऐसे यौगिकों में अणु गैसीय, तरल और ठोस चरणों में अपनी स्थानिक स्थिति बनाए रखते हैं। क्रिस्टल के नोड्स पर, अणु कमजोर वैन डेर वाल्स बलों द्वारा एक साथ बंधे होते हैं, जो आयनिक इंटरैक्शन बलों की तुलना में दसियों गुना कमजोर होते हैं।

क्रिस्टल बनाने वाले अणु या तो ध्रुवीय या गैर-ध्रुवीय हो सकते हैं। अणुओं में इलेक्ट्रॉनों की सहज गति और नाभिक के कंपन के कारण, विद्युत संतुलन बदल सकता है - इस प्रकार एक तात्कालिक विद्युत द्विध्रुवीय क्षण उत्पन्न होता है। उचित रूप से उन्मुख द्विध्रुव जाली में आकर्षक बल बनाते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड और पैराफिन आणविक क्रिस्टल जाली वाले तत्वों के विशिष्ट उदाहरण हैं।

धातु क्रिस्टल जाली

एक धातु बंधन आयनिक बंधन की तुलना में अधिक लचीला और लचीला होता है, हालांकि ऐसा लग सकता है कि दोनों एक ही सिद्धांत पर आधारित हैं। धातुओं के क्रिस्टल जाली के प्रकार उनके विशिष्ट गुणों की व्याख्या करते हैं - जैसे यांत्रिक शक्ति, तापीय और विद्युत चालकता, और संलयनता।

धातु क्रिस्टल जाली की एक विशिष्ट विशेषता इस जाली के स्थानों पर धनात्मक रूप से आवेशित धातु आयनों (धनायनों) की उपस्थिति है। नोड्स के बीच इलेक्ट्रॉन होते हैं जो जाली के चारों ओर एक विद्युत क्षेत्र बनाने में सीधे शामिल होते हैं। इस क्रिस्टल जाली के भीतर घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या को इलेक्ट्रॉन गैस कहा जाता है।

विद्युत क्षेत्र की अनुपस्थिति में, मुक्त इलेक्ट्रॉन अराजक गति करते हैं, बेतरतीब ढंग से जाली आयनों के साथ बातचीत करते हैं। ऐसी प्रत्येक अंतःक्रिया नकारात्मक रूप से आवेशित कण की गति और गति की दिशा को बदल देती है। अपने विद्युत क्षेत्र के साथ, इलेक्ट्रॉन धनायनों को अपनी ओर आकर्षित करते हैं, जिससे उनका पारस्परिक प्रतिकर्षण संतुलित होता है। यद्यपि इलेक्ट्रॉनों को स्वतंत्र माना जाता है, उनकी ऊर्जा क्रिस्टल जाली को छोड़ने के लिए पर्याप्त नहीं है, इसलिए ये आवेशित कण लगातार इसकी सीमाओं के भीतर रहते हैं।

विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति इलेक्ट्रॉन गैस को अतिरिक्त ऊर्जा देती है। धातुओं के क्रिस्टल जाली में आयनों के साथ संबंध मजबूत नहीं होता है, इसलिए इलेक्ट्रॉन आसानी से इसकी सीमाएं छोड़ देते हैं। इलेक्ट्रॉन बल की रेखाओं के साथ चलते हैं, और सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों को पीछे छोड़ देते हैं।

निष्कर्ष

रसायन विज्ञान पदार्थ की आंतरिक संरचना के अध्ययन को बहुत महत्व देता है। विभिन्न तत्वों के क्रिस्टल जालकों के प्रकार उनके गुणों की लगभग पूरी श्रृंखला निर्धारित करते हैं। क्रिस्टल को प्रभावित करके और उनकी आंतरिक संरचना को बदलकर, किसी पदार्थ के वांछित गुणों को बढ़ाना और अवांछित गुणों को हटाना और रासायनिक तत्वों को बदलना संभव है। इस प्रकार, आसपास की दुनिया की आंतरिक संरचना का अध्ययन करने से ब्रह्मांड की संरचना के सार और सिद्धांतों को समझने में मदद मिल सकती है।