Dabā viss sastāv no ķīmiskām vielām. Tiem savukārt ir sarežģīta struktūra, ko nevar noteikt ar neapbruņotu aci. Kā jāsakārto mazākās daļiņas, lai ķīmiskais savienojums iegūtu gāzveida, šķidru vai cietu stāvokli? Tas ir atkarīgs no tā kristāliskā režģa un saitēm starp atomiem.
Kristāla ķīmija
No skolas kursa ir zināms, ka vielas sastāv no molekulām, un tās sastāv no atomiem. Kristāls ir ciets ķermenis, kas normālos apstākļos iegūst simetriska daudzskaldņa formu. Sāļi var būt kristāliskā stāvoklī, kad ir izpildītas to rašanās nepieciešamās prasības (piemēram, noteikta temperatūra). Galvenā loma šādās pārvērtībās ir pētāmās ķīmiskās vielas struktūrai. Tā agregācijas stāvoklis un stiprums ir atkarīgs no tā kristāliskā režģa.
Kristāla režģu veidi
- Ionic.
- Metāls.
- Molekulārā.
- Kodolenerģija.
Raksturīgs
Pirmā tipa būtības pamatā ir vispārzināms fakts: pozitīvi lādētie joni tiek piesaistīti negatīvi lādētajiem, veidojot sava veida blīvu to uzkrāšanos un vienlaikus atbilstošu kristāla režģi, atomi, kuros ir savienoti ar jonu saiti.
Atšķirībā no iepriekšējā, metāls ir kristāls, kurā atomi ir brīvi saistīti viens ar otru. Šeit katru no tiem ieskauj daudzi citi līdzīgi. Šāda saikne starp metāliem var rasties tikai tad, ja tie ir cietā vai šķidrā stāvoklī, jo gāzveida stāvoklī tie sastāv no monoatomiskām molekulām, kur atomi nav saistīti viens ar otru.
Molekulārais ir kristāls, kurā daļiņas tiek turētas kopā tikai starpmolekulārās mijiedarbības spēku dēļ (piemēram, ūdeņraža saites ūdenī). Molekulas pievelk viena otrai ar daļējiem lādiņiem ("+" līdz "-" un otrādi), kā rezultātā rodas dipola-dipola mijiedarbība. Ja to dara ar daļiņu polarizācijas palīdzību, tad notiek elektronu mākoņu nobīde uz atoma kodola centru. Šādu mijiedarbību sauc par induktīvu, un to raksturo trausla molekulārā kristāliskā režģa izskats.
Atomu kristāls ir ļoti spēcīgs ķermenis. Šeit dominē spēcīga kovalentā polārā saite. Šādas vielas nešķīst ūdenī un ir bez smaržas. Labi zināms piemērs ir dimants, kuram vienkārši ir atomu kristāla režģis. Neskatoties uz to kadimantam, grafītam un oglei ir vienāda formula, tās ir dažādas allotropās modifikācijas. To stiprības atšķirības ir izskaidrojamas ar oglekļa atomu dažādajām saitēm kristālā.
