KITEISET KIINTOAINEET: RAKENNE, OMINAISUUDET, TYYPIT, ESIMERKIT - KEMIA - 2026

Kiteisiä kiinteitä aineita, ovat ne, joiden mikroskooppisia rakenteita lajitellaan ja totella erottuva kuvio tietylle ristikko; esimerkiksi: kuutio, kuusikulmainen, kolmiklinikka, rhboboedium, mm.

Näiden kiinteiden aineiden sanotaan olevan kiteinä, ja niissä on puolia ja geometrisia kuvioita, jotka heijastavat kuinka hyvin ne ovat sisällä. Muita esimerkkejä kiteisistä kiintoaineista ovat timantti, kvartsi, antraseeni, kuivajää, kaliumkloridi tai magnesiumoksidi.

Kristallinkirkas palkki ruskeaa sokeria. Lähde: Pixabay.

Hyvin tunnettu pari kiteisiä kiintoaineita on sokeri ja suola (NaCl). Ensi silmäyksellä molemmissa on valkoisia kiteitä; mutta niiden ominaisuudet eroavat toisistaan ​​valtavasti. Sokeri on molekyylinen kiteinen kiinteä aine, kun taas suola on ioninen kiteinen kiinteä aine. Ensimmäinen koostuu sakkaroosimolekyyleistä; ja toinen Na ^{+ -} ja Cl ^- ioneista.

Yllä oleva kuva antaa käsityksen siitä, kuinka kirkkaat sokerikiteet voivat olla. Suolakiteet eivät kuitenkaan ole kaukana. Vaikka sokeri ja suola vaikuttavat veljiltä, ​​niiden rakenteet ovat erilaisia: sokerilla, joka on sakkaroosi, on monokliininen rakenne; kun taas suola, kuutiorakenne.

Natriumkloridin kiderakenne, NaCl

Jauhettu sokeri ja suola (kuorrutus) pysyvät kristallinkirkasina; sen kiteet ovat vain saaneet silmämme niin paljon pienemmiksi. Kiinteän aineen kiteisyys määritellään sen vuoksi enemmän sen sisäisestä rakenteesta kuin sen ulkoisesta ulkonäöstä tai kirkkaudesta.

Kiteisten kiintoaineiden rakenne

Kiteisten kiinteiden aineiden säännölliset rakenteet. Lähde: Gabriel Bolívar.

Kiteisillä kiintoaineilla on järjestyneet rakenteet. Niiden geometriset ominaisuudet riippuvat kidehilan tyypistä, johon ne kuuluvat, mikä puolestaan ​​projisoidaan ulkoisesti kidemuotoihin (kidejärjestelmä). Yläkuva kuvaa kaksi tärkeää käsitettä tällaisista rakenteista: jaksollisuus ja kiteiset jyvät.

Kiteisen kiinteän aineen hiukkasten paikallinen järjestys on jaksollinen; ts. se toistaa itsensä uudestaan ​​ja uudestaan ​​kaikkiin suuntiin. Tämä luo oman rakennekuvion jokaiselle kiinteälle ja kidehilalle; esimerkiksi tässä suola ja sokeri alkavat erottua kemiallisen luonteensa ulkopuolelle.

A-ryhmässä romut on järjestetty antamaan suurempi rombus. Jokainen violetti roma edustaa hiukkasta tai hiukkassarjaa (atomit, ionit tai molekyylit). Siten A: n makroskooppisella kiteellä voidaan odottaa olevan romboedrinen ulkonäkö.

Samaan aikaan B: ssä rombit on järjestetty siten, että ne ovat kiteisiä jyviä; nämä ovat hyvin pieniä kiteitä (kristalliitteja). B: n sanotaan sitten olevan monikiteinen kiinteä aine; ts. se muodostuu monien kiteiden agglomeroitumisella.

Yhteenvetona voidaan todeta, että kiinteä aine voi olla yksinkertaisesti kiteistä (A) tai monikiteistä (B); A muodostaa kiteitä, kun taas B-monikiteitä.

ominaisuudet

Kiteisten kiintoaineiden ominaisuudet riippuvat niiden kidetyypistä. On jo tiedossa, että niiden rakenteet ovat säännönmukaisia ​​ja että niillä on taipumus esittää myös kirkkaita piirteitä, joihin mineraalien ystävät rakastavat. Kuitenkin mainittiin, että jauhemainen kiinteä aine, jopa "pois", voidaan myös luokitella kiteiseksi.

Tapa, jolla niiden hiukkaset ovat alueellisesti orientoituneita, sallii niillä olla joitain tärkeitä ominaisuuksia niiden karakterisoinnissa. Esimerkiksi kiteiset kiintoaineet kykenevät röntgensäteiden diffraktioon, muodostaen diffraktiospektrit, joista kiteen mikroskooppinen rakenne voidaan määrittää.

Koska rakenne on jaksollista, lämpö hajoaa samalla tavalla koko kiinteään aineeseen; niin kauan kuin mukana ei ole epäpuhtauksia. Siksi kiteisen kiinteän aineen sulamispisteet ovat vakioita, eivätkä muutu riippumatta siitä, kuinka ne mitataan.

Kiteisten kiintoaineiden tyypit

Kiteisten kiintoaineiden tyypit perustuvat millaisiin hiukkasiin ne tehdään ja mitkä ovat niiden vuorovaikutukset tai sidokset. Niitä on pääosin neljä tyyppiä: ioniset, metalliset, molekyyli- ja kovalenttiset verkot.

Jopa silloin, kun ne sisältävät tietyn määrän epäpuhtauksia, ne ovat edelleen kiteisiä, vaikka niiden ominaisuuksiin vaikutetaan ja ne eivät osoita samoja arvoja, joita odotetaan puhtaan kiinteän aineen suhteen.

Ionicsdn

Suola on esimerkki ionisesta kiteisestä kiinteästä aineesta, koska se koostuu Na ^{+ -} ja Cl ^- ioneista. Siksi tämän tyyppisissä kiintoaineissa ioninen sidos hallitsee: rakenteellista järjestystä säätelevät sähköstaattiset voimat.

metallinen

Kaikki metalliset atomit muodostavat metallikiteitä. Tämä tarkoittaa, että esimerkiksi hopeahaarukka on sulatettujen hopeakiteiden ryhmä. Sisäinen tai mikroskooppinen rakenne on sama jokaisessa kappaleessa, ja se pysyy muuttumattomana haarukan kahvasta hampaan kärkeen.

molekyyli-

Sokeri on esimerkki molekyylistä kiteistä kiinteää ainetta, koska se koostuu sakkaroosimolekyyleistä. Siksi tämäntyyppiset kiinteät aineet koostuvat molekyyleistä, jotka molekyylien välisten vuorovaikutustensa (eikä kovalenttisten sidosten) avulla pystyvät muodostamaan järjestetyn rakenteen.

Kovalenttiset verkot

Viimeinkin meillä on kovalenttisten verkkojen kiteiset kiinteät aineet. Kovalenttiset sidokset ovat vallitsevia niissä, koska ne vastaavat järjestyksen luomisesta ja atomien pitämisestä tiukasti kiinni alueellisissa paikoissaan. Emme puhu ioneista, atomeista tai molekyyleistä, vaan kolmiulotteisista verkoista.

esimerkit

Seuraavaksi ja lopuksi joitain esimerkkejä mainitaan jokaiselle kiteisen kiintoaineen tyypille.

Ionicsdn

Kaikki suolat ovat ionisia kiinteitä aineita. Samoin on sulfideja, hydroksideja, oksideja, halogenideja ja muita yhdisteitä, jotka koostuvat myös ioneista, tai niiden vuorovaikutukset ovat olennaisesti ioneja. Joten meillä on:

-KCl

-Tapaus ₄

-Ba (OH) ₂

-KAASI ₄

-FeCl ₃

-Na ₂ S

-MgO

-CaF ₂

-NaHCO ₃

- (NH ₄) ₂ CrO ₄

Näiden esimerkkien lisäksi valtaosaa mineraaleista pidetään ionisina kiteisinä kiintoaineina.

metallinen

Mikä tahansa metalliosa esiintyy luonnollisesti metallikiteinä. Jotkut niistä ovat:

-Kupari

-Rauta

-Alumiini

-Kromi

-Metalivety (käsittämättömissä paineissa)

-Volframi

zirkoniumdikloridia

-Titaani

-Magnesium

natriumsulfo-

molekyyli-

Molekyylisiä kiteisiä kiinteitä aineita on paljon. Lähes mikä tahansa kiinteytyvä orgaaninen yhdiste muodostaa kiteitä, jos sen puhtaus on korkea tai jos sen rakenne ei ole liian monimutkainen. Joten meillä on:

-Ice (H ₂ O)

-Kuivaa jäätä (CO ₂)

-I ₂

-P ₄

-S ₈ (ja sen polymorfit)

-antraseenin

- Kiinteä happi

- Kiinteä ammoniakki

-Phenolphthalein

-Bentsoehappo

Kovalenttiset verkot

Ja lopuksi, joidenkin kovalenttisten verkkojen kiteisten kiinteiden aineiden joukossa meillä on:

-Timantti

-Grafiitti

- Hiilinanoputket

-Fullerenos

-Kvartsi

organopii-

-Germanium

-Boronitrididi

Tästä luettelosta hiilinanoputkia ja fullereeneja voidaan pitää myös molekyylin kiteisinä kiintoaineina. Tämä johtuu siitä, että vaikka ne koostuvat kovalenttisesti sitoutuneista hiiliatomeista, ne määrittelevät yksiköt, jotka voidaan visualisoida makromolekyyleiksi (jalkapalloja ja putkia).

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
2. Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). Mc Graw Hill.
3. Wikipedia. (2020). Kristalli. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
4. Kemia LibreTexts. (16. kesäkuuta 2019). Kiteiset ja amorfiset kiinteät aineet. Palautettu osoitteesta: chem.libretexts.org
5. Rachel Bernstein ja Anthony Carpi. (2020). Kiinteiden aineiden ominaisuudet. Palautettu sivustolta: visionlearning.com