Seperti yang anda ketahui, kimia mengkaji struktur dan sifat bahan, serta transformasi bersamanya. Tempat penting dalam pencirian sebatian kimia diduduki oleh persoalan jenis zarah yang terdiri daripadanya. Ia boleh menjadi atom, ion atau molekul. Dalam pepejal, mereka memasuki nod kekisi kristal. Struktur molekul mempunyai bilangan sebatian yang agak kecil dalam keadaan pepejal, cecair dan gas.
Dalam artikel kami, kami akan memberikan contoh bahan yang dicirikan oleh kekisi kristal molekul, dan juga mempertimbangkan beberapa jenis ciri interaksi antara molekul pepejal, cecair dan gas.
Mengapa anda perlu mengetahui struktur sebatian kimia
Dalam setiap cabang pengetahuan manusia, seseorang boleh memilih sekumpulan undang-undang asas yang menjadi asas perkembangan sains selanjutnya. dalam kimia- ini adalah teori M. V. Lomonosov dan J. D alton, menerangkan struktur atom dan molekul jirim. Seperti yang telah ditetapkan oleh saintis, mengetahui struktur dalaman, adalah mungkin untuk meramalkan kedua-dua sifat fizikal dan kimia sebatian. Keseluruhan jumlah besar bahan organik yang disintesis secara buatan oleh manusia (plastik, dadah, racun perosak, dll.) mempunyai ciri dan sifat yang telah ditetapkan yang paling berharga untuk keperluan industri dan isi rumahnya.
Pengetahuan tentang ciri struktur dan sifat sebatian sangat diperlukan semasa menjalankan bahagian kawalan, ujian dan peperiksaan dalam kursus kimia. Contohnya, dalam senarai bahan yang dicadangkan, cari jawapan yang betul: bahan apakah yang mempunyai struktur molekul?
- Zink.
- Magnesium oksida.
- Berlian.
- Naftalena.
Jawapan yang betul ialah: zink mempunyai struktur molekul, serta naftalena.
Daya interaksi antara molekul
Telah terbukti secara eksperimen bahawa struktur molekul adalah ciri-ciri bahan dengan takat lebur rendah dan kekerasan rendah. Bagaimanakah seseorang boleh menerangkan kerapuhan kekisi kristal sebatian ini? Ternyata, semuanya bergantung pada kekuatan pengaruh bersama zarah yang terletak di nod mereka. Ia mempunyai sifat elektrik dan dipanggil interaksi antara molekul atau daya van der Waals, yang berdasarkan pengaruh molekul bercas bertentangan - dipol - antara satu sama lain. Ternyata terdapat beberapa mekanisme untuk pembentukan mereka,bergantung pada sifat bahan itu sendiri.
Asid sebagai sebatian komposisi molekul
Larutan kebanyakan asid, organik dan bukan organik, mengandungi zarah kutub yang berorientasikan relatif antara satu sama lain dengan kutub bercas bertentangan. Sebagai contoh, dalam larutan asid hidroklorik HCI terdapat dipol, di antaranya interaksi orientasi berlaku. Dengan peningkatan suhu, molekul hidroklorik, hidrobromik (HBr) dan asid yang mengandungi halogen lain mempunyai penurunan dalam kesan orientasi, kerana gerakan haba zarah mengganggu tarikan bersama mereka. Selain bahan di atas, sukrosa, naftalena, etanol dan sebatian organik lain mempunyai struktur molekul.
Cara zarah bercas teraruh dihasilkan
Terdahulu, kami mempertimbangkan salah satu mekanisme tindakan daya Van der Waals, yang dipanggil interaksi orientasi. Sebagai tambahan kepada bahan organik dan asid yang mengandungi halogen, hidrogen oksida, air, mempunyai struktur molekul. Dalam bahan yang terdiri daripada bukan kutub, tetapi terdedah kepada pembentukan dipol, molekul, seperti karbon dioksida CO2, seseorang boleh memerhatikan rupa zarah bercas teraruh - dipol. Sifat mereka yang paling penting ialah keupayaan untuk menarik antara satu sama lain disebabkan oleh penampilan daya tarikan elektrostatik.
Struktur molekul gas
Dalam subtajuk sebelumnya, kami menyebut karbon dioksida sebatian. Setiap atomnya mencipta medan elektrik di sekelilingnya, yang mendorongpolarisasi setiap atom molekul karbon dioksida yang berdekatan. Ia berubah menjadi dipol, yang seterusnya, mampu mempolarisasi zarah CO2 yang lain. Akibatnya, molekul tertarik antara satu sama lain. Interaksi induktif juga boleh diperhatikan dalam bahan yang terdiri daripada zarah kutub, bagaimanapun, dalam kes ini ia jauh lebih lemah daripada daya orientasi van der Waals.
Interaksi penyebaran
Kedua-dua atom itu sendiri dan zarah yang membentuknya (nukleus, elektron) mampu melakukan gerakan putaran dan ayunan berterusan. Ia membawa kepada kemunculan dipol. Menurut penyelidikan mekanik kuantum, kejadian zarah bercas berganda serta-merta berlaku dalam pepejal dan cecair secara serentak, sehingga hujung molekul yang terletak berdekatan ternyata dengan kutub bertentangan. Ini membawa kepada tarikan elektrostatik mereka, dipanggil interaksi penyebaran. Ia adalah ciri semua bahan, kecuali yang berada dalam keadaan gas, dan yang molekulnya adalah monoatomik. Walau bagaimanapun, daya van der Waals boleh timbul, contohnya, semasa peralihan gas lengai (helium, neon) ke dalam fasa cecair pada suhu rendah. Oleh itu, struktur molekul jasad atau cecair menentukan keupayaannya untuk membentuk pelbagai jenis interaksi antara molekul: orientasi, teraruh atau serakan.
Apakah itu sublimasi
Struktur molekul pepejal, seperti kristal iodin,menyebabkan fenomena fizikal yang menarik seperti pemejalwapan - pemeruapan molekul I2 dalam bentuk wap ungu. Ia berlaku daripada permukaan bahan dalam fasa pepejal, memintas keadaan cecair.
Percubaan visual yang menakjubkan ini sering dilakukan dalam bilik darjah kimia sekolah untuk menggambarkan ciri struktur kekisi hablur molekul dan sifat berkaitan sebatian. Biasanya ini ialah kekerasan yang rendah, takat lebur dan didih yang rendah, kekonduksian haba dan elektrik yang lemah serta kemeruapan.
Penggunaan praktikal pengetahuan tentang struktur bahan
Seperti yang telah kita lihat, korelasi tertentu boleh diwujudkan antara jenis kekisi kristal, struktur dan sifat sebatian. Oleh itu, jika ciri-ciri bahan diketahui, maka agak mudah untuk meramalkan ciri-ciri struktur dan komposisi zarahnya: atom, molekul atau ion. Maklumat yang diperoleh juga boleh berguna jika dalam tugasan dalam kimia adalah perlu untuk memilih bahan yang mempunyai struktur molekul dengan betul daripada kumpulan sebatian tertentu, tidak termasuk bahan yang mempunyai jenis kekisi atom atau ionik.
Ringkasnya, kita boleh membuat kesimpulan yang berikut: struktur molekul jasad pepejal, dan struktur ruang bagi kekisi kristal, dan susunan zarah terkutub dalam cecair dan gas bertanggungjawab sepenuhnya terhadap sifat fizikal dan kimianya. Dari segi teori, sifat-sifat sebatian,yang mengandungi dipol bergantung pada magnitud daya interaksi antara molekul. Semakin tinggi kekutuban molekul dan semakin kecil jejari atom yang membentuknya, semakin kuat daya orientasi yang timbul di antara mereka. Sebaliknya, semakin besar atom yang membentuk molekul, semakin tinggi momen dipolnya, dan, oleh itu, semakin ketara daya serakan. Oleh itu, struktur molekul pepejal juga mempengaruhi daya interaksi antara zarahnya - dipol.
