Tulad ng alam mo, pinag-aaralan ng chemistry ang istruktura at katangian ng mga substance, pati na rin ang mga pagbabago sa isa't isa. Ang isang mahalagang lugar sa pagkilala ng mga compound ng kemikal ay inookupahan ng tanong kung anong uri ng mga particle ang kanilang binubuo. Ito ay maaaring mga atomo, ion o molekula. Sa mga solido, pumapasok sila sa mga node ng mga kristal na sala-sala. Ang molecular structure ay may medyo maliit na bilang ng mga compound sa solid, liquid at gaseous state.
Sa aming artikulo, magbibigay kami ng mga halimbawa ng mga substance na nailalarawan sa pamamagitan ng molecular crystal lattice, at isaalang-alang din ang ilang uri ng intermolecular interaction na katangian ng mga solid, likido at gas.
Bakit kailangan mong malaman ang istruktura ng mga kemikal na compound
Sa bawat sangay ng kaalaman ng tao, maaaring mag-isa ang isang grupo ng mga pangunahing batas kung saan nakabatay ang karagdagang pag-unlad ng agham. sa kimika- ito ang teorya ng M. V. Lomonosov at J. D alton, na nagpapaliwanag ng atomic at molekular na istraktura ng bagay. Tulad ng itinatag ng mga siyentipiko, alam ang panloob na istraktura, posible na mahulaan ang parehong pisikal at kemikal na mga katangian ng tambalan. Ang buong malaking halaga ng mga organikong sangkap na artipisyal na na-synthesize ng tao (mga plastik, gamot, pestisidyo, atbp.) ay may mga paunang natukoy na katangian at mga katangian na pinakamahalaga para sa kanyang mga pangangailangan sa industriya at sambahayan.
Ang kaalaman tungkol sa mga tampok ng istraktura at mga katangian ng mga compound ay hinihiling kapag nagsasagawa ng mga seksyon ng kontrol, pagsusulit at pagsusulit sa kurso ng kimika. Halimbawa, sa iminungkahing listahan ng mga substance, hanapin ang mga tamang sagot: anong substance ang may molecular structure?
- Zinc.
- Magnesium oxide.
- Diamond.
- Naphthalene.
Ang tamang sagot ay: ang zinc ay may molecular structure, pati na rin ang naphthalene.
Mga puwersa ng intermolecular interaction
Ito ay eksperimento na itinatag na ang molekular na istraktura ay katangian ng mga sangkap na may mababang mga punto ng pagkatunaw at mababang tigas. Paano maipaliwanag ng isang tao ang hina ng mga kristal na sala-sala ng mga compound na ito? Tulad ng nangyari, ang lahat ay nakasalalay sa lakas ng magkasanib na impluwensya ng mga particle na matatagpuan sa kanilang mga node. Ito ay may likas na elektrikal at tinatawag na intermolecular interaction o mga puwersa ng van der Waals, na nakabatay sa impluwensya ng magkasalungat na sisingilin na mga molekula - dipoles - sa isa't isa. Ito ay lumabas na mayroong ilang mga mekanismo para sa kanilang pagbuo,depende sa likas na katangian ng substance mismo.
Mga acid bilang mga compound ng molekular na komposisyon
Ang mga solusyon ng karamihan sa mga acid, parehong organic at inorganic, ay naglalaman ng mga polar particle na may kaugnayan sa bawat isa na may magkasalungat na charged na mga pole. Halimbawa, sa isang solusyon ng hydrochloric acid HCI mayroong mga dipoles, kung saan nagaganap ang mga pakikipag-ugnayan sa orientational. Sa pagtaas ng temperatura, ang mga molekula ng hydrochloric, hydrobromic (HBr) at iba pang mga halogen na naglalaman ng mga acid ay may pagbaba sa epekto ng oryentasyon, dahil ang thermal motion ng mga particle ay nakakasagabal sa kanilang kapwa pagkahumaling. Bilang karagdagan sa mga sangkap sa itaas, ang sucrose, naphthalene, ethanol at iba pang mga organikong compound ay may istrukturang molekular.
Paano nagagawa ang mga induced charged particle
Kanina, isinasaalang-alang namin ang isa sa mga mekanismo ng pagkilos ng mga puwersa ng Van der Waals, na tinatawag na orientational interaction. Bilang karagdagan sa mga organic na sangkap at halogen-containing acids, hydrogen oxide, tubig, ay may isang molekular na istraktura. Sa mga sangkap na binubuo ng mga non-polar, ngunit madaling kapitan ng pagbuo ng mga dipoles, mga molekula, tulad ng carbon dioxide CO2, ang isa ay maaaring obserbahan ang hitsura ng sapilitan sisingilin particle - dipoles. Ang kanilang pinakamahalagang pag-aari ay ang kakayahang maakit ang isa't isa dahil sa paglitaw ng mga puwersa ng electrostatic attraction.
Molecular structure ng gas
Sa nakaraang subheading, binanggit namin ang compound carbon dioxide. Ang bawat isa sa mga atomo nito ay lumilikha ng isang electric field sa paligid nito, na nag-uudyokpolarisasyon sa bawat atom ng isang kalapit na molekula ng carbon dioxide. Nagbabago ito sa isang dipole, na, sa turn, ay nagiging may kakayahang mag-polarize ng iba pang CO2 na particle. Bilang resulta, ang mga molekula ay naaakit sa isa't isa. Ang inductive interaction ay maaari ding maobserbahan sa mga substance na binubuo ng mga polar particle, gayunpaman, sa kasong ito ito ay mas mahina kaysa sa orientational van der Waals forces.
Interaksiyon sa pagpapakalat
Parehong ang mga atom mismo at ang mga particle na bumubuo sa kanila (nucleus, mga electron) ay may kakayahang patuloy na umiikot at oscillatory na paggalaw. Ito ay humahantong sa hitsura ng mga dipoles. Ayon sa pananaliksik ng quantum mechanics, ang paglitaw ng madalian na dobleng sisingilin na mga particle ay nangyayari kapwa sa mga solido at sa mga likido nang sabay-sabay, upang ang mga dulo ng mga molekula na matatagpuan sa malapit ay lumabas na may kabaligtaran na mga pole. Ito ay humahantong sa kanilang electrostatic attraction, na tinatawag na dispersion interaction. Ito ay katangian ng lahat ng mga sangkap, maliban sa mga nasa isang gas na estado, at ang mga molekula ay monatomic. Gayunpaman, ang mga puwersa ng van der Waals ay maaaring lumitaw, halimbawa, sa panahon ng paglipat ng mga inert na gas (helium, neon) sa likidong bahagi sa mababang temperatura. Kaya, tinutukoy ng molekular na istruktura ng mga katawan o likido ang kanilang kakayahang bumuo ng iba't ibang uri ng intermolecular na interaksyon: orientational, induced o dispersion.
Ano ang sublimation
Molecular structure ng isang solid, tulad ng mga iodine crystals,nagiging sanhi ng kawili-wiling pisikal na kababalaghan gaya ng sublimation - volatilization ng I2 na mga molekula sa anyo ng violet vapors. Ito ay nangyayari mula sa ibabaw ng isang substance sa solid phase, na lumalampas sa liquid state.
Ang kahanga-hangang biswal na eksperimentong ito ay kadalasang ginagawa sa mga silid-aralan ng kimika ng paaralan upang ilarawan ang mga tampok na istruktura ng mga molecular crystal lattice at mga nauugnay na katangian ng mga compound. Kadalasan ang mga ito ay mababang tigas, mababang pagkatunaw at kumukulo, mahinang thermal at electrical conductivity, at volatility.
Praktikal na paggamit ng kaalaman tungkol sa istruktura ng mga substance
Gaya ng nakita na natin, maaaring magtatag ng isang tiyak na ugnayan sa pagitan ng uri ng kristal na sala-sala, istraktura at mga katangian ng tambalan. Samakatuwid, kung ang mga katangian ng isang sangkap ay kilala, kung gayon medyo madaling hulaan ang mga tampok ng istraktura at komposisyon ng mga particle: mga atomo, molekula o ion. Ang impormasyong nakuha ay maaari ding maging kapaki-pakinabang kung sa mga gawain sa chemistry ay kinakailangang piliin nang tama ang mga substance na may istrukturang molekular mula sa isang partikular na grupo ng mga compound, hindi kasama ang mga may atomic o ionic na uri ng mga sala-sala.
Sa kabuuan, maaari nating tapusin ang mga sumusunod: ang molekular na istraktura ng isang solidong katawan, at ang spatial na istraktura ng mga kristal na sala-sala, at ang pagsasaayos ng mga polarized na particle sa mga likido at gas ay ganap na responsable para sa pisikal at kemikal na mga katangian nito. Sa teoretikal na termino, ang mga katangian ng mga compound,na naglalaman ng mga dipoles ay nakasalalay sa laki ng mga puwersa ng intermolecular interaction. Kung mas mataas ang polarity ng mga molekula at mas maliit ang radius ng mga atomo na bumubuo sa kanila, mas malakas ang mga puwersa ng oryentasyon na lumabas sa pagitan nila. Sa kabaligtaran, mas malaki ang mga atomo na bumubuo sa molekula, mas mataas ang dipole moment nito, at, samakatuwid, mas makabuluhan ang mga puwersa ng pagpapakalat. Kaya, ang molekular na istraktura ng isang solid ay nakakaapekto rin sa mga puwersa ng interaksyon sa pagitan ng mga particle nito - mga dipoles.
