Виды химической связи и типы кристаллических решёток

Научиться определять тип химической связи и соответствующий тип кристаллической решётки, чтобы предсказывать физические свойства вещества.

Знание типов связи и кристаллических решёток объясняет, почему одни вещества твёрдые и тугоплавкие (алмаз), другие — мягкие (графит), а третьи — проводят ток (металлы). Это помогает в материаловедении, фармацевтике и даже в быту — при выборе посуды или понимании свойств льда.

• Химическая связь возникает из-за стремления атомов к устойчивой электронной конфигурации (октету или дублету).
• Ионная связь образуется между металлом и неметаллом за счёт электростатического притяжения противоположно заряженных ионов.
• Ковалентная связь образуется за счёт общих электронных пар; если атомы одинаковые — связь неполярная, если разные — полярная.
• Металлическая связь характерна для металлов: обобществлённые электроны удерживают положительные ионы в кристаллической решётке.
• Тип кристаллической решётки определяется типом связи и структурой частиц (ионы, атомы, молекулы).
• Свойства вещества (твёрдость, температура плавления, растворимость) напрямую зависят от типа кристаллической решётки.

Химическая связь

Сила, которая удерживает атомы вместе в молекуле или кристалле.

Ионная связь

Связь между ионами, возникающая за счёт электростатического притяжения (например, в NaCl).

Ковалентная связь

Связь, образованная общими электронными парами (например, в H₂, H₂O).

Металлическая связь

Связь в металлах, где обобществлённые электроны свободно движутся между положительными ионами.

Кристаллическая решётка

Правильное трёхмерное расположение частиц (ионов, атомов или молекул) в твёрдом веществе.

Электроотрицательность

Способность атома притягивать к себе общие электронные пары в химической связи.

• Ионная связь образуется между атомами с большой разницей электроотрицательности (металл + неметалл), например, NaCl, K₂O.
• Ковалентная неполярная связь — в простых веществах-неметаллах: H₂, O₂, N₂, Cl₂.
• Ковалентная полярная связь — в соединениях разных неметаллов: H₂O, CO₂, NH₃.
• Металлическая связь объясняет электропроводность и теплопроводность металлов.
• Ионная кристаллическая решётка — твёрдые, тугоплавкие, хрупкие вещества, растворяются в воде (NaCl).
• Атомная решётка — очень твёрдые, тугоплавкие вещества (алмаз, SiO₂, графит).
• Молекулярная решётка — летучие, легкоплавкие вещества (вода, CO₂, йод).
• Металлическая решётка — ковкие, пластичные, проводят ток (железо, медь).

1. Пример 1случай

   Поваренная соль (NaCl)

   Пояснение

   • ионная связь и ионная решётка: твёрдая, но хрупкая, растворяется в воде, плавится при 801°C
2. Пример 2случай

   Вода (H₂O)

   Пояснение

   • ковалентная полярная связь, молекулярная решётка: лёд плавится при 0°C, вода проводит ток только с примесями
3. Пример 3случай

   Медь (Cu)

   Пояснение

   • металлическая связь и металлическая решётка: кусок меди можно расплющить в проволоку, она проводит электричество
4. Пример 4случай

   Алмаз (C)

   Пояснение

   • ковалентная неполярная связь, атомная решётка: используется для резки стекла, не проводит ток

• Алмаз и графит состоят из одного элемента — углерода, но из-за разной кристаллической решётки алмаз — самый твёрдый минерал, а графит — мягкий и оставляет след на бумаге.
• Лёд имеет молекулярную решётку, поэтому он легче жидкой воды — это редкость, ведь большинство веществ в твёрдом состоянии тяжелее жидкости.
• Металлическая связь позволяет металлам «залечивать» царапины: электроны свободно перераспределяются, сохраняя прочность.

• Строение атома и электроотрицательность (урок 3)
• Свойства металлов и неметаллов (урок 5)
• Химические реакции и уравнения (урок 6)