Будова неорганічних і органічних речовин

Залежно від фізичних умов (температури й тиски) речовини можуть існувати в різних агрегатних станах: газоподібному, рідкому, твердому (кристалічному й аморфному), плазменном.

Плазменное стан досягається при високих температурах, коли речовини випаровуються, розпадаються на атоми, які перетворюються в іони. Таким чином, плазма - це іонізований газ.

У газах відстані між частками (атомами, молекулами) більші. Внаслідок цього газоподібний стан характеризується слабкою взаємодією часток і неупорядо-

ченным їхнім розташуванням (частки вільно переміщаються й займають весь наданий їм об'єм).

У рідинах частки розташований значно ближче друг до друга, тому взаємодія між ними сильніше, ніж у газах. Структура рідини характеризується певним порядком у розташуванні часток, однак він постійно міняється внаслідок теплового руху часток.

Найбільш упорядкованим є кристалічний стан.

Кристалічні решітки. Майже всі тверді речовини мають кристалічну будову. Структура кристалічних речовин може бути представлена за допомогою кристалічної решітки - певного просторового розташування часток (атомів, молекул, іонів). Залежно від того, які частки перебувають у вузлах решітки й від природи хімічного зв'язку часток у кристалі, розрізняють іонні, атомні, молекулярні й металеві кристалічні решітки (мал. 25).

У вузлах іонних кристалічних решіток перебувають позитивно й негативно заряджені іони, як прості, наприклад Na+ і СГ. так і складні, наприклад NHJ, NO3, SO5. Вони зв'язані один з одним силами електростатичного притягання, тобто в іонних кристалах існує іонний зв'язок. До сполук з іонними решітками ставляться більшість солей і деякі оксиди.

У вузлах атомних кристалічних решіток перебувають атоми, зв'язані між собою ковалентним хімічним зв'язком (алмаз, диоксид кремнію й ін.).

Багато речовин з молекулярною кристалічною решіткою, у вузлах якої розташовуються молекули, зв'язані між собою силами межмолекулярного взаємодії. Це неметали, крім вуглецю й кремнію (водень, кисень, азот, інертні гази), майже всі органічні речовини й багато неорганічних сполук (диоксид вуглецю, озон, вода й ін.).

У вузлах металевих кристалічних решіток розташовані окремі атоми й позитивно заряджені іони металу, між якими перебуває електронний газ (мал. 25, г).

Менш поширено для твердих тіл аморфний стан. На відміну від кристалічних тіл речовини в аморфному стані не мають строго регулярного впорядкованої будови й певної температури плавлення (при нагріванні вони розм'якшуються й поступово переходять у рідкий стан).

Розходження в типі хімічного зв'язку кристалів визначає істотна відмінність фізичних і хімічних властивостей речовин з різними кристалічними решітками. Так, речовини з атомною кристалічною решіткою характеризуються високою твердістю, тугоплавкістю, нерозчинністю практично ні в яких розчинниках.

Речовини з молекулярною кристалічною решіткою, навпроти, легкоплавкі, летучі, характеризуються невеликою твердістю. Причина в тім, що сили межмолекулярного взаємодії значно слабкіше, ніж сили ковалентного зв'язку.

Речовини з іонними кристалічними решітками по міцності займають проміжне положення: уступають речовинам з атомною решіткою, але перевершують речовини з молекулярною решіткою. Вони мають порівняно високу температуру плавлення, як правило, нелетучі.

Залежність властивостей кристалічних речовин від типу хімічного зв'язку між часточками показані в табл. 4.

Теорія хімічної будови. Поняття «хімічну будову» уперше ввів А. М. Бутлеров в 1861 р. Він відзначав, що властивості речовин визначаються не тільки їхньою сполукою