| KRISTÁLYOS | AMORF |
|
|
A kristályok jellemzésére szolgáló adatok
Rácsenergia
| 1 mol kristályos anyag felbontását, vagy a definíciótól függően a kötések kialakulását kísérő energiaváltozás. Jele: Er, mértékegysége: kJ/mol. Minél nagyobb egy anyag rácsenergiájának abszolút értéke, annál nagyobb az olvadáspontja. (A molekularácsos anyagoknál a rácsenergia helyett inkább szublimációs hőről, az atomrácsos kristályoknál kovalens kötési energiáról beszélünk). |
Elemi cella
| A kristályrács legkisebb jellemző része, amelyet a tér három irányába eltolva megkapjuk az egész rácsot. |
Koordinációs szám
| A központi atom vagy ion ligandumainak száma. A kristályrács esetén egy kiszemelt atomtörzshöz, molekulához vagy ionhoz legközelebb lévő atomtörzsek, molekulák vagy ellentétes töltésű ionok száma. A kisebb (pl. 4-es) koordinációs számú kristályokban a részecskék térkitöltése kicsi. A nagyobb (pl. 12-es) koordinációs szám esetén szoros illeszkedésű rácsról beszélünk. |
Kristályrács típusai
| Ionrács | Atomrács | Fémrács | Molekularács | |
| Részecskék a rácspontokban: | ellentétes töltésű ionok | atomtörzsek | atomtörzsek | molekulák |
| Rácsösszetartó erő: | elektrosztatikus vonzóerő | kovalens kötés | delokalizált elektronok | másodrendű kötőerők |
| Olvadáspont: Forráspont: | magas (a nagy rácsenergia miatt) | magas ( erős kovalens kötések miatt) | változó (változó erősségű fémes kötés miatt) | általában alacsony (gyenge másodrendű kötések miatt) |
| Standard halmazállapot: | szilárd | szilárd | szilárd (a higany kivételével) | gáz, folyadék, szilárd (a molekula méretétől és a másodrendű kötés típusától függően) |
| Keménység: | viszonylag nagy | nagy | változó | kicsi |
| Vezetőképesség: | - szilárd: szigetelő - olvadék: vezet - vizes oldat: vezet | - szigetelő vagy - félvezető | jó vezető | szigetelő (a vízben elektrolitosan disszociáló anyagok oldata vezető) |
| Oldhatóság: | vízben általában jó |  | (egymásban; egyesek cseppfolyós NH3-ban) | polaritástól függ |
| Olvadáspont függése: | - a részecskék méretétől és a rácsszerkezettől - hasonló rácsszerkezet esetén a méret növekedésével általában csökken | - polaritástól - mérettől | ||
| Példák az elemek közül: | NINCS | B, C, Si, Ge | kis EN-ú elemek | a nagy EN-ú elemek a p-mezőből |
| Példák a vegyületek közül: | kis EN-ú fémek és a nagy EN-ú nem fémek vegyületei | B2O3, SiO2 egyes fém-szulfidok | néhány szulfid (pl. CuFeS2) | nemfémes vegyületek, szerves vegyületek, sok p- és d-mezőbeli fémhalogenid |
A szilárd halmazállapotú anyagokban a részecskék között olyan erős a kölcsönhatás, hogy nemcsak a térfogatuk állandó, hanem az alakjuk is. A szilárd anyagok lehetnek amorf és kristályos szerkezetűek.
Az amorf anyagokban a részecskék elrendeződése nem szabályos, vagy csak kisebb szabályos körzetek vannak. Az amorf anyagok olvadáspontja nem meghatározott. Ilyen amorf anyag például az üveg. A kristályos anyagokban a részecskék szabályos rendben „kristályrácsban” helyezkednek el, a rácspontokon lévő részecskék rezgőmozgást végeznek. A rezgőmozgás tágassága (amplitúdója) a hőmérséklettől függ.
A rácsenergia az az energia, amely szükséges ahhoz, hogy 1 mol kristályos anyagot szabad részecskékre bontsunk. Mértékegysége: kj/mol. Előjele: +, pozitív. Az olvadáspont hőmérsékletén a rezgőmozgást végző részecskék akkora energiára tesznek szert, hogy összeomlik a kristályrács, az anyag folyadékká alakul.
Molekularácsos kristályok
A molekularácsos kristályok rácspontjain molekulák vannak, amelyek között másodrendű kötések hatnak.
Miután a rácsenergia a másodrendű kötésből adódik, ezért a molekularácsos kristályokat a moláris tömegükhöz képest alacsony olvadáspont, forráspont, kis keménység jellemzi. Sem kristályuk, sem az olvadékuk nem vezeti az elektromos áramot.
Ionrácsos kristályok
Az ionrácsos kristályokban a rácspontokon ellentétes töltésű ionok vannak. Az ellentétes töltésű ionokat elektrosztatikus vonzás tartja össze, amelyet ionkötésnek nevezünk.
Az ionkristályokban a rácsenergia nagyságát az elsőrendű kémiai kötés, az ionkötés erőssége határozza meg, ezért az ionkristályok általában magasabb olvadáspontúak, nagyobb keménységűek, mint a molekularácsos kristályok. Szilárd halmazállapotban az elektromos áramot nem vezetik, de olvadékukban szabadon mozgó ionok vannak, és vezetik az elektromos áramot.
Atomrácsos kristályok
Az atomrácsos kristályok rácspontjain atomok találhatók, amelyek kovalens kötéssel kapcsolódnak össze. Az elsőrendű kovalens kötés miatt az atomrácsos kristályok rácsenergiája nagy, ezért ezek a kristályok magas olvadáspontú, nagy keménységű, kémiai hatásoknak is ellenálló anyagok. A valódi atomrácsos kristályok nem vezetik az elektromos áramot.
Fémrács
A fématomokat a kis ionizációs energia, a kis elektronegativitás jellemzi, vagyis vegyértékelektronjaik könnyen delokalizálódhatnak. A fémkristályban, a rácsban rögzített pozitív töltésű ionokat a viszonylag szabadon mozgó elektronok „tengere” veszi körül.
A fémes kötés elsőrendű kémiai kötés, tehát a fémrácsban elég nagy a rácsenergia, hogy standard állapotban szilárd halmazállapot jöjjön létre. A fémek jól megmunkálhatók, jól vezetik a hőt és az elektromosságot. Vezetőképességük a hőmérséklet növekedésével csökken.
Megjegyzés küldése