Молекулярлық құрылымы ... қандай молекулалық құрылымы бар?

Белгілі болғандай, химия заттардың құрылымы мен қасиеттерін, сондай-ақ олардың өзара өзгерісін зерттейді. Химиялық қосылыстардың сипаттамасында маңызды орын - олардың қандай бөлшектерден тұратындығы. Бұл атомдар, иондар немесе молекулалар болуы мүмкін. Қатты заттарда кристалдық торлардың түйіндерін енгізеді. Молекулярлық құрылымда қатты, сұйық және газ тәріздес қосылыстардың салыстырмалы түрде аз саны бар.

Бұл мақалада біз молекулалық кристалдық торларға тән заттардың мысалдарын келтіреміз, сондай-ақ қатты заттарға, сұйықтар мен газдарға тән молекулярлық өзара әрекеттесудің бірнеше түрлерін қарастырамыз.

Неге химиялық қосылыстардың құрылымын білу қажет?

Адамзат білімінің әр саласына ғылымның одан әрі дамуы негізделген іргелі заңдар топтарын бөлуге болады. Химияда М.В. теориясы. Ломонос және Дж Дальтон материяның атом-молекулалық құрылымын түсіндіреді. Ғалымдар ішкі құрылымды біле отырып, біз қосылыстың физикалық және химиялық қасиеттерін болжай аламыз. Көптеген жасанды синтезделген органикалық заттардың (пластмасса, есірткі, пестицидтер және т.б.) өздерінің өндірістік және тұрмыстық қажеттіліктері үшін ең құнды қасиеттері мен қасиеттерін алдын ала анықтаған.

Қосылыстардың құрылымы мен қасиеттерін білу химия курстарында бақылау бөлімдерін, сынақтарды және емтихандарды өткізу кезінде талап етіледі. Мысалы, ұсынылған заттардың тізімінде дұрыс жауаптарды табу керек: қандай молекулалық құрылым бар?

• Мырыш.
• Магний оксиді.
• Алмаз.
• Нафальден.

Дұрыс жауап: мырыш молекулалық құрылымы бар, сондай-ақ нафталин бар.

Межмолекулярлық өзара әрекеттесу күштері

Молекулярлық құрылымы төмен балқу нүктелері және төмен қаттылығы бар заттар үшін тән екенін эксперименталды түрде анықтады. Осы қосылыстардың кристалдық торларының нәзік екендігін қалай түсіндіруге болады? Шықты, барлығы бөлшектердің тораптардағы бірлескен әсерінің беріктігіне байланысты. Ол электрлік сипатқа ие және өзара молекулалардың қарама-қарсы зарядталған диполь молекулаларының әсеріне негізделген молекулярлы өзара әрекеттесу немесе ван-дер-вааль күштері деп аталады. Заттардың өзіндік ерекшелігіне қарай олардың қалыптасуының бірнеше механизмдері бар екені анықталды.

Молекулалық құрамның қосылыстары ретінде қышқылдар

Органикалық және органикалық емес көптеген қышқылдардың ерітінділері қарама-қарсы зарядталған полюстармен бір-біріне бағдарланған полярлы бөлшектерді қамтиды. Мысалы, HCl хлориді қышқылы ерітіндісінде дипольдар бар, олардың арасында бағдарлық өзара әрекеттесулер бар. Хлористтік, гидробромдық (HBr) және басқа галоген құрамындағы қышқылдардың молекулаларының температурасы артып келе жатқанда, бағдарлау әсері төмендейді, өйткені бөлшектердің жылу қозғалысы олардың өзара тартымдылығына кедергі келтіреді. Жоғарыда аталған заттарға қосымша, молекулярлық құрылымда сахароза, нафталин, этанол және басқа да органикалық қосылыстар бар.

Зарядталған зарядталған бөлшектер қалай пайда болады?

Бұрын біз Van der Waals күштерінің тетіктерін қарастырдық, бағдарлық өзара әрекеттестік деп атадық. Органикалық заттар мен галоген құрамды қышқылдардан басқа, молекулалық құрылым сутек тотығы-суға ие. Полярлы емес, бірақ диполдардың пайда болуына бейімді заттарда CO ₂ көміртегі диоксиді сияқты молекулалар пайда болған зарядталған бөлшектердің - диполдардың пайда болуын бақылауға болады. Олардың ең маңызды қасиеті - электростатикалық күштердің пайда болуының арқасында бір-біріне тартылатын қабілет.

Газдың молекулалық құрылымы

Алдыңғы субпозицияда біз көмірқышқыл газы сияқты қосылысты атап өттік. Әрбір атомы атомды жақын маңдағы көміртек молекуласына поляризациялайтын электр өрісін жасайды. Ол өз кезегінде басқа СО ₂ бөлшектерін поляризациялауға қабілетті диполь түрінде өзгертіледі. Нәтижесінде молекулалар бір-біріне тартылады. Индуктивтік өзара әрекеттестікті полярлы бөлшектерден тұратын заттарда да байқауға болады, бірақ бұл жағдайда бағдарлы ван дер Ваальс күштеріне қарағанда әлдеқайда әлсіз.

Дисперсиялық өзара әрекеттесу

Атомдардың өзі де, олардың құрамындағы бөлшектер (ядро, электрондар) да айналмалы және дірілдеу қозғалысына қабілетті. Бұл дипольдердің пайда болуына әкеледі. Кванттық механиканың зерттеуіне сәйкес, қос зарядталған бөлшектердің пайда болуы қатты заттарда да, сұйықтықтарда да синхронды түрде кездеседі, сондықтан бірге орналасқан молекулалардың ұштары қарсы полюстерге айналады. Бұл дисперсиялық өзара әрекеттесу деп аталатын электростатикалық тартылуларға әкеледі. Ол газ тәрізді күйде болатын және молекулалардың монатомиялық болып табылатын заттардан басқа барлық заттарға тән. Алайда Van der Waals күштері төмен температура кезінде инертті газдардың (гелий, неон) сұйық фазаға ауысуында пайда болуы мүмкін. Осылайша, органдардың немесе сұйықтықтардың молекулалық құрылымы олардың молекулалық өзара әрекеттесудің әртүрлі түрлерін қалыптастыру қабілетін анықтайды: бағдарлық, индуцирленген немесе дисперсиялы.

Сублимация дегеніміз не?

Қатты дененің молекулярлық құрылымы, мысалы, йод кристалдары, сублимация сияқты қызықты физикалық құбылыс тудырады - күлгін булар түріндегі I ₂ молекуласының ұшып кетуі. Ол сұйық күйден өтіп, қатты фазада заттың бетінен пайда болады.

Бұл көрнекі тиімді тәжірибе молекулалық кристалдық торлардың құрылымдық ерекшеліктерін және қосылыстардың тиісті қасиеттерін суреттеу үшін мектептегі химия кабинеттерінде жиі орындалады. Әдетте бұл төмен қаттылық, төмен балқыту және қайнау нүктелері, нашар жылу және электр өткізгіштігі, құбылмалылық.

Заттар құрылымы туралы білімін практикалық қолдану

Біз көргеніміздей, кристалдық тордың түрі, құрылымның құрылымы мен қасиеттері арасында белгілі бір ара қатынас болуы мүмкін. Сондықтан, егер заттың сипаттамалары белгілі болса, оның құрылымы мен бөлшектердің құрамын: атомдар, молекулалар немесе иондардың ерекшеліктерін болжау оңай. Алынған ақпарат химиялық тапсырмаларда белгілі бір қосылыстар тобынан молекулалық құрылымы бар заттардың атомдық немесе иондық түрдегі торлармен жойылатындығын таңдау қажет болған жағдайда пайдалы болуы мүмкін.

Қорытындылай келе, келесі қорытынды жасай аламыз: молекулярлық құрылымның қатты денесі бар және кристалдық торлардың кеңістіктік құрылымы және сұйықтықтар мен газдардағы поляризацияланған бөлшектердің орналасу ерекшеліктері оның физикалық және химиялық қасиеттеріне толығымен жауап береді. Теориялық тұрғыдан, құрамында диполь бар қосылыстардың қасиеттері молекулярлық өзара әрекеттесу күштерінің шамасына байланысты. Молекулалардың полярлығы мен олардың құрамындағы атомдардың радиусы неғұрлым жоғары болса, олардың арасында пайда болатын ориентациялық күштер күшейеді. Керісінше, молекуланы құрайтын неғұрлым көп атомдар, оның дипольдық сәті неғұрлым жоғары болса, демек дисперсиялық күштер неғұрлым маңызды. Осылайша, қатты дененің молекулалық құрылымы сонымен бірге оның бөлшектерінің арасындағы өзара күштерге әсер етеді - дипольдар.