आणविक संरचना के पदार्थों की एक संपत्ति विशेषता। पदार्थों के गुणों की उनकी संरचना पर निर्भरता

रासायनिक संरचना (संरचना) के तहत अणु बनाने वाले परमाणुओं के स्थान में पारस्परिक व्यवस्था के क्रम और उनके बीच रासायनिक बंधनों के प्रकार को समझा जाता है। कार्बनिक यौगिकों की संरचना के सिद्धांत के निर्माता ए.एम. बटलरोव (1828-1886)। संक्षेप में, बटलरोव के सिद्धांत के मुख्य प्रावधान निम्नानुसार तैयार किए जा सकते हैं:

1) कार्बनिक यौगिकों के रासायनिक गुणों का निर्धारण उनकी संरचना से नहीं बल्कि उनकी संरचना से होता है;

2) एक कार्बनिक अणु में विभिन्न परमाणु और परमाणुओं के समूह परस्पर एक दूसरे को प्रभावित करते हैं;

3) एक अणु की रासायनिक संरचना को केवल एक सूत्र द्वारा दर्शाया जा सकता है जो किसी दिए गए पदार्थ के सभी रासायनिक गुणों को व्यक्त करता है।

1.4. आइसोमर्स। समरूपता के प्रकार

संवयविता- एक ही मौलिक संरचना और आणविक भार के कई पदार्थों के अस्तित्व की घटना।

आइसोमरों- एक ही रचना के अणु, लेकिन विभिन्न संरचनाएं और, तदनुसार, विभिन्न गुणों के साथ।

पदार्थों के गुणों की उनकी रासायनिक संरचना पर निर्भरता का एक उदाहरण तालिका में दिया गया है। 2.

तालिका 2

रासायनिक संरचना पर गुणों की निर्भरता

ये दो पदार्थ-आइसोमर भी जीवों पर तेजी से भिन्न जैविक प्रभाव डालते हैं।

"संरचना" की अवधारणा में तीन पहलू शामिल हैं:

(लेकिन) रासायनिक संरचना- एक अणु में परमाणुओं के प्रत्यावर्तन का प्रकार और क्रम;

(बी) इलेक्ट्रॉनिक संरचना- परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधन का प्रकार (-; =; );

(पर) स्थानिक संरचना- अंतरिक्ष में एक दूसरे के सापेक्ष परमाणुओं की पारस्परिक व्यवस्था की प्रकृति।

तदनुसार, समरूपता के स्रोतों के तीन समूह हैं।

ए) रासायनिक संरचना में अंतर:

    सी-कंकाल का समरूपता

(ए) (बी)

एन-ब्यूटेन

आइसोब्यूटेन साइक्लो-पेंटेन मिथाइल सी-ब्यूटेन

    कार्यात्मक समूहों के विभिन्न पद


ओह [प्रोपेनॉल -1] ओह [प्रोपेनॉल -2]

    विभिन्न प्रकार के कार्यात्मक समूह (मेटामेरिज्म)

आइसोमरों



अम्ल] अमीनोएथेनोइक अम्ल]

तालिका से एक उदाहरण भी देखें। 2.

बी) इलेक्ट्रॉनिक संरचना में अंतर:

    कई बांडों के विभिन्न प्रकार और स्थिति

(आइसोमर्स

[ब्यूटाडीन-1,3] [ब्यूटिन-1] [ब्यूटिन-2]

साधारण संरचनात्मक सूत्र अणुओं की संरचना के केवल इन दो (ए और बी) पहलुओं को दर्शाते हैं।

सी) स्थानिक आइसोमेरिया (या स्टीरियोइसोमेरिज्म):

ऐसे आइसोमर्स में परमाणुओं के बीच समान बंधन क्रम होता है, लेकिन उनके घटक परमाणुओं या परमाणुओं के समूहों की स्थानिक व्यवस्था में भिन्नता होती है। स्थानिक संरचना को दिखाने के लिए विशेष तकनीकों का उपयोग किया जाता है।

इसमे शामिल है:

(5) सिस-ट्रांस-आइसोमेरिज्म- दोहरे बंधन (ए) या रिंग प्लेन (बी) के सापेक्ष परमाणुओं की अलग व्यवस्था:

उदाहरण (ए) - ब्यूटेन -2 के स्टीरियोइसोमर्स:


[सीआईएस-ब्यूटेन-2] [ट्रांस-ब्यूटेन-2]

उदाहरण (बी) - स्टीरियोइसोमर्स:

सीआईएस फॉर्म ट्रांस फॉर्म

(6) ऑप्टिकल (दर्पण) समरूपता

यह घटना अणुओं में असममित कार्बन परमाणुओं की उपस्थिति के कारण है; "Hydroxyacids" और "Carbohydrates" खंडों में चर्चा की गई है।

(7) गठनात्मक समरूपता

सहसंयोजक रासायनिक बंधन, इसकी किस्में और गठन तंत्र। एक सहसंयोजक बंधन के लक्षण (ध्रुवीयता और बंधन ऊर्जा)। आयोनिक बंध। धातु कनेक्शन। हाइड्रोजन बंध

रासायनिक बंधन का सिद्धांत सभी सैद्धांतिक रसायन विज्ञान का आधार है।

एक रासायनिक बंधन परमाणुओं की एक ऐसी बातचीत है जो उन्हें अणुओं, आयनों, रेडिकल्स, क्रिस्टल में बांधती है।

चार प्रकार के रासायनिक बंधन हैं: आयनिक, सहसंयोजक, धातु और हाइड्रोजन।

रासायनिक बंधों का प्रकारों में विभाजन सशर्त है, क्योंकि उन सभी को एक निश्चित एकता की विशेषता है।

एक आयनिक बंधन को सहसंयोजक ध्रुवीय बंधन के सीमित मामले के रूप में माना जा सकता है।

एक धातु बंधन परमाणुओं के सहसंयोजक संपर्क को साझा इलेक्ट्रॉनों की मदद से और इन इलेक्ट्रॉनों और धातु आयनों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण को जोड़ता है।

पदार्थों में, अक्सर रासायनिक बंधन (या शुद्ध रासायनिक बंधन) के कोई सीमित मामले नहीं होते हैं।

उदाहरण के लिए, लिथियम फ्लोराइड $LiF$ को आयनिक यौगिक के रूप में वर्गीकृत किया गया है। वास्तव में, इसमें बंधन $80%$ आयनिक और $20%$ सहसंयोजक है। इसलिए, रासायनिक बंधन की ध्रुवीयता (आयनिकता) की डिग्री के बारे में बात करना स्पष्ट रूप से अधिक सही है।

हाइड्रोजन की श्रृंखला में $HF-HCl-HBr-HI-HAt$, बंधन की ध्रुवीयता की डिग्री कम हो जाती है, क्योंकि हलोजन और हाइड्रोजन परमाणुओं के इलेक्ट्रोनगेटिविटी मूल्यों में अंतर कम हो जाता है, और एस्टैटिन में बंधन बन जाता है लगभग नॉनपोलर $(EO(H) = 2.1; EO(At) = 2.2)$।

एक ही पदार्थ में विभिन्न प्रकार के बंधन समाहित हो सकते हैं, उदाहरण के लिए:

  1. क्षारों में: हाइड्रॉक्सो समूहों में ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच, बंधन ध्रुवीय सहसंयोजक होता है, और धातु और हाइड्रोक्सो समूह के बीच आयनिक होता है;
  2. ऑक्सीजन युक्त एसिड के लवण में: गैर-धातु परमाणु और एसिड अवशेषों के ऑक्सीजन के बीच - सहसंयोजक ध्रुवीय, और धातु और एसिड अवशेषों के बीच - आयनिक;
  3. अमोनियम, मिथाइलमोनियम, आदि के लवण में: नाइट्रोजन और हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच - सहसंयोजक ध्रुवीय, और अमोनियम या मिथाइलमोनियम आयनों और एक एसिड अवशेष के बीच - आयनिक;
  4. धातु पेरोक्साइड में (उदाहरण के लिए, $Na_2O_2$), ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच का बंधन सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय है, और धातु और ऑक्सीजन के बीच यह आयनिक है, और इसी तरह।

विभिन्न प्रकार के कनेक्शन एक को दूसरे में पारित कर सकते हैं:

- सहसंयोजक यौगिकों के पानी में इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के दौरान, एक सहसंयोजक ध्रुवीय बंधन एक आयनिक में गुजरता है;

- धातुओं के वाष्पीकरण के दौरान, धातु बंधन एक सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय आदि में बदल जाता है।

सभी प्रकार और प्रकार के रासायनिक बंधों की एकता का कारण उनकी समान रासायनिक प्रकृति - इलेक्ट्रॉन-परमाणु संपर्क है। किसी भी मामले में रासायनिक बंधन का निर्माण ऊर्जा की रिहाई के साथ परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन-परमाणु संपर्क का परिणाम है।

सहसंयोजक बंधन बनाने की विधियाँ। एक सहसंयोजक बंधन के लक्षण: बंधन की लंबाई और ऊर्जा

एक सहसंयोजक रासायनिक बंधन एक बंधन है जो आम इलेक्ट्रॉन जोड़े के गठन के कारण परमाणुओं के बीच होता है।

इस तरह के बंधन के गठन का तंत्र विनिमय और दाता-स्वीकर्ता हो सकता है।

मैं। विनिमय तंत्रकार्य करता है जब परमाणु अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के संयोजन से सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़े बनाते हैं।

1) $H_2$ - हाइड्रोजन:

हाइड्रोजन परमाणुओं के $s$-इलेक्ट्रॉनों (ओवरलैपिंग $s$-ऑर्बिटल्स) द्वारा एक सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़ी के गठन के कारण बंधन उत्पन्न होता है:

2) $HCl$ - हाइड्रोजन क्लोराइड:

बंधन $s-$ और $p-$इलेक्ट्रॉनों की एक आम इलेक्ट्रॉन जोड़ी के गठन के कारण उत्पन्न होता है (ओवरलैपिंग $s-p-$ऑर्बिटल्स):

3) $Cl_2$: क्लोरीन अणु में, अयुग्मित $p-$इलेक्ट्रॉनों ($p-p-$ऑर्बिटल्स को ओवरलैप करते हुए) के कारण एक सहसंयोजक बंधन बनता है:

4) $N_2$: नाइट्रोजन अणु में परमाणुओं के बीच तीन सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़े बनते हैं:

द्वितीय. दाता-स्वीकर्ता तंत्रआइए अमोनियम आयन $NH_4^+$ के उदाहरण का उपयोग करके एक सहसंयोजक बंधन के गठन पर विचार करें।

दाता के पास एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी होती है, स्वीकर्ता के पास एक खाली कक्षीय कक्ष होता है जिस पर यह जोड़ी कब्जा कर सकती है। अमोनियम आयन में, हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ सभी चार बंधन सहसंयोजक होते हैं: तीन नाइट्रोजन परमाणु और हाइड्रोजन परमाणुओं द्वारा विनिमय तंत्र द्वारा सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़े के निर्माण के कारण बने थे, एक - दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा।

सहसंयोजक बंधों को वर्गीकृत किया जा सकता है जिस तरह से इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स ओवरलैप करते हैं, साथ ही साथ बंधुआ परमाणुओं में से एक की ओर उनके विस्थापन द्वारा।

बांड लाइन के साथ इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स के ओवरलैप के परिणामस्वरूप बनने वाले रासायनिक बंधों को $σ$ . कहा जाता है -बॉन्ड (सिग्मा-बॉन्ड). सिग्मा बंधन बहुत मजबूत है।

$p-$ऑर्बिटल्स दो क्षेत्रों में ओवरलैप कर सकते हैं, पार्श्व ओवरलैप के माध्यम से एक सहसंयोजक बंधन बनाते हैं:

संचार लाइन के बाहर इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स के "लेटरल" ओवरलैपिंग के परिणामस्वरूप बनने वाले रासायनिक बंधन, अर्थात। दो क्षेत्रों में $π$ . कहा जाता है -बॉन्ड (पाई-बॉन्ड)।

द्वारा पूर्वाग्रह की डिग्रीपरमाणुओं में से एक के लिए सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़े जो वे बंधते हैं, एक सहसंयोजक बंधन हो सकता है ध्रुवीयऔर गैर-ध्रुवीय।

समान वैद्युतीयऋणात्मकता वाले परमाणुओं के बीच बनने वाले सहसंयोजक रासायनिक बंधन को कहा जाता है गैर-ध्रुवीय।इलेक्ट्रॉन जोड़े किसी भी परमाणु में स्थानांतरित नहीं होते हैं, क्योंकि परमाणुओं में एक ही ईआर होता है - अन्य परमाणुओं से वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर खींचने का गुण। उदाहरण के लिए:

वे। एक सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय बंधन के माध्यम से, सरल गैर-धातु पदार्थों के अणु बनते हैं। तत्वों के परमाणुओं के बीच एक सहसंयोजक रासायनिक बंधन जिनकी विद्युतीयता भिन्न होती है, कहलाती है ध्रुवीय

सहसंयोजक बंधन की लंबाई और ऊर्जा।

विशेषता सहसंयोजक बंधन गुणइसकी लंबाई और ऊर्जा है। लिंक की लंबाईपरमाणुओं के नाभिक के बीच की दूरी है। एक रासायनिक बंधन जितना मजबूत होता है उसकी लंबाई उतनी ही कम होती है। हालाँकि, बांड की ताकत का माप है बाँधने वाली ऊर्जा, जो बंधन को तोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा से निर्धारित होता है। इसे आमतौर पर kJ/mol में मापा जाता है। इस प्रकार, प्रायोगिक आंकड़ों के अनुसार, $H_2, Cl_2$, और $N_2$ अणुओं की बॉन्ड लंबाई क्रमशः $0.074, 0.198$, और $0.109$ nm है, और बाध्यकारी ऊर्जा $436, 242$, और $946$ kJ/ मोल, क्रमशः।

आयन आयोनिक बंध

कल्पना कीजिए कि दो परमाणु "मिलते हैं": समूह I का एक धातु परमाणु और समूह VII का एक गैर-धातु परमाणु। एक धातु परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर में एक इलेक्ट्रॉन होता है, जबकि एक गैर-धातु परमाणु में अपने बाहरी स्तर को पूरा करने के लिए केवल एक इलेक्ट्रॉन की कमी होती है।

पहला परमाणु आसानी से दूसरे को अपना इलेक्ट्रॉन छोड़ देगा, जो कि नाभिक से दूर है और कमजोर रूप से इससे जुड़ा हुआ है, और दूसरा इसे अपने बाहरी इलेक्ट्रॉनिक स्तर पर एक मुक्त स्थान देगा।

फिर एक परमाणु, अपने एक ऋणात्मक आवेश से वंचित, एक धनात्मक आवेशित कण बन जाएगा, और दूसरा प्राप्त इलेक्ट्रॉन के कारण एक ऋणात्मक आवेशित कण में बदल जाएगा। ऐसे कणों को कहा जाता है आयन

आयनों के बीच होने वाले रासायनिक बंधन को आयनिक कहा जाता है।

एक उदाहरण के रूप में प्रसिद्ध सोडियम क्लोराइड यौगिक (टेबल सॉल्ट) का उपयोग करके इस बंधन के निर्माण पर विचार करें:

परमाणुओं के आयनों में परिवर्तन की प्रक्रिया को चित्र में दिखाया गया है:

परमाणुओं का आयनों में ऐसा परिवर्तन हमेशा विशिष्ट धातुओं और विशिष्ट अधातुओं के परमाणुओं की परस्पर क्रिया के दौरान होता है।

आयनिक बंधन के गठन को रिकॉर्ड करते समय तर्क के एल्गोरिदम (अनुक्रम) पर विचार करें, उदाहरण के लिए, कैल्शियम और क्लोरीन परमाणुओं के बीच:

परमाणुओं या अणुओं की संख्या दर्शाने वाली संख्याएँ कहलाती हैं गुणांकोंऔर एक अणु में परमाणुओं या आयनों की संख्या दर्शाने वाली संख्या कहलाती है सूचकांक

धातु कनेक्शन

आइए परिचित हों कि धातु तत्वों के परमाणु एक दूसरे के साथ कैसे बातचीत करते हैं। धातुएं आमतौर पर पृथक परमाणुओं के रूप में नहीं, बल्कि एक टुकड़े, पिंड या धातु उत्पाद के रूप में मौजूद होती हैं। धातु के परमाणुओं को एक साथ क्या रखता है?

बाहरी स्तर पर अधिकांश धातुओं के परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों की एक छोटी संख्या होती है - $1, 2, 3$। ये इलेक्ट्रॉन आसानी से अलग हो जाते हैं, और परमाणु सकारात्मक आयनों में परिवर्तित हो जाते हैं। अलग हुए इलेक्ट्रॉन एक आयन से दूसरे आयन में जाते हैं, उन्हें एक पूरे में बांधते हैं। आयनों से जुड़कर, ये इलेक्ट्रॉन अस्थायी रूप से परमाणु बनाते हैं, फिर फिर से टूट जाते हैं और दूसरे आयन के साथ जुड़ जाते हैं, और इसी तरह। नतीजतन, धातु के आयतन में, परमाणु लगातार आयनों में परिवर्तित होते हैं और इसके विपरीत।

सामाजिक इलेक्ट्रॉनों के माध्यम से आयनों के बीच धातुओं में बंधन को धात्विक कहा जाता है।

यह आंकड़ा योजनाबद्ध रूप से सोडियम धातु के टुकड़े की संरचना को दर्शाता है।

इस मामले में, सामाजिककृत इलेक्ट्रॉनों की एक छोटी संख्या बड़ी संख्या में आयनों और परमाणुओं को बांधती है।

धात्विक बंधन सहसंयोजक बंधन से कुछ समानता रखता है, क्योंकि यह बाहरी इलेक्ट्रॉनों के बंटवारे पर आधारित है। हालांकि, एक सहसंयोजक बंधन में, केवल दो पड़ोसी परमाणुओं के बाहरी अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों का सामाजिककरण किया जाता है, जबकि एक धातु बंधन में, सभी परमाणु इन इलेक्ट्रॉनों के समाजीकरण में भाग लेते हैं। यही कारण है कि सहसंयोजक बंधन वाले क्रिस्टल भंगुर होते हैं, जबकि धातु बंधन वाले क्रिस्टल, एक नियम के रूप में, प्लास्टिक, विद्युत प्रवाहकीय होते हैं, और एक धातु की चमक होती है।

धातु बंधन शुद्ध धातुओं और विभिन्न धातुओं के मिश्रण दोनों की विशेषता है - मिश्र धातु जो ठोस और तरल अवस्था में हैं।

हाइड्रोजन बंध

एक अणु (या उसके भाग) के धनात्मक ध्रुवीकृत हाइड्रोजन परमाणुओं और एकाकी इलेक्ट्रॉन जोड़े ($F, O, N$ और कम अक्सर $S$ और $Cl$) वाले प्रबल विद्युत ऋणात्मक तत्वों के ऋणात्मक ध्रुवीकृत परमाणुओं के बीच एक रासायनिक बंधन, दूसरा अणु (या उसके भाग) को हाइड्रोजन कहते हैं।

हाइड्रोजन बंध निर्माण की क्रियाविधि आंशिक रूप से स्थिरवैद्युत, आंशिक रूप से दाता-स्वीकर्ता है।

इंटरमॉलिक्युलर हाइड्रोजन बॉन्डिंग के उदाहरण:

इस तरह के एक बंधन की उपस्थिति में, सामान्य परिस्थितियों में भी कम आणविक भार पदार्थ तरल पदार्थ (शराब, पानी) या आसानी से द्रवीभूत गैस (अमोनिया, हाइड्रोजन फ्लोराइड) हो सकते हैं।

हाइड्रोजन बांड वाले पदार्थों में आणविक क्रिस्टल जाली होते हैं।

आणविक और गैर-आणविक संरचना के पदार्थ। क्रिस्टल जाली का प्रकार। पदार्थों के गुणों की उनकी संरचना और संरचना पर निर्भरता

पदार्थों की आणविक और गैर-आणविक संरचना

यह व्यक्तिगत परमाणु या अणु नहीं हैं जो रासायनिक अंतःक्रियाओं में प्रवेश करते हैं, बल्कि पदार्थ हैं। दी गई शर्तों के तहत एक पदार्थ एकत्रीकरण के तीन राज्यों में से एक में हो सकता है: ठोस, तरल या गैसीय। किसी पदार्थ के गुण उसके बनाने वाले कणों के बीच रासायनिक बंधन की प्रकृति पर भी निर्भर करते हैं - अणु, परमाणु या आयन। बंधन के प्रकार के अनुसार, आणविक और गैर-आणविक संरचना के पदार्थ प्रतिष्ठित हैं।

अणुओं से बने पदार्थ कहलाते हैं आणविक पदार्थ. ऐसे पदार्थों में अणुओं के बीच के बंधन बहुत कमजोर होते हैं, एक अणु के अंदर परमाणुओं की तुलना में बहुत कमजोर होते हैं, और पहले से ही अपेक्षाकृत कम तापमान पर वे टूट जाते हैं - पदार्थ एक तरल में बदल जाता है और फिर एक गैस (आयोडीन उच्च बनाने की क्रिया) में बदल जाता है। अणुओं वाले पदार्थों के गलनांक और क्वथनांक बढ़ते आणविक भार के साथ बढ़ते हैं।

आणविक पदार्थों में परमाणु संरचना वाले पदार्थ ($C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W$) शामिल हैं, उनमें से धातु और अधातु हैं।

क्षार धातुओं के भौतिक गुणों पर विचार करें। परमाणुओं के बीच अपेक्षाकृत कम बंधन शक्ति कम यांत्रिक शक्ति का कारण बनती है: क्षार धातु नरम होती है और इसे आसानी से चाकू से काटा जा सकता है।

परमाणुओं के बड़े आकार से क्षार धातुओं का घनत्व कम होता है: लिथियम, सोडियम और पोटेशियम पानी से भी हल्के होते हैं। क्षार धातुओं के समूह में, क्वथनांक और गलनांक तत्व की क्रमिक संख्या में वृद्धि के साथ घटते हैं, क्योंकि। परमाणुओं का आकार बढ़ता है और बंधन कमजोर होते हैं।

पदार्थों के लिए गैर आणविकसंरचनाओं में आयनिक यौगिक शामिल हैं। गैर-धातुओं वाले धातुओं के अधिकांश यौगिकों में यह संरचना होती है: सभी लवण ($NaCl, K_2SO_4$), कुछ हाइड्राइड ($LiH$) और ऑक्साइड ($CaO, MgO, FeO$), क्षार ($NaOH, KOH$)। आयनिक (गैर-आणविक) पदार्थों में उच्च गलनांक और क्वथनांक होते हैं।

क्रिस्टल जाली

एक पदार्थ, जैसा कि ज्ञात है, एकत्रीकरण के तीन राज्यों में मौजूद हो सकता है: गैसीय, तरल और ठोस।

ठोस: अनाकार और क्रिस्टलीय।

विचार करें कि रासायनिक बंधों की विशेषताएं ठोस के गुणों को कैसे प्रभावित करती हैं। ठोस में विभाजित हैं क्रिस्टलीयऔर अनाकार।

अनाकार पदार्थों में एक स्पष्ट गलनांक नहीं होता है - गर्म होने पर, वे धीरे-धीरे नरम हो जाते हैं और तरल हो जाते हैं। अनाकार अवस्था में, उदाहरण के लिए, प्लास्टिसिन और विभिन्न रेजिन हैं।

क्रिस्टलीय पदार्थों को उन कणों की सही व्यवस्था की विशेषता होती है जिनसे वे बने होते हैं: परमाणु, अणु और आयन - अंतरिक्ष में कड़ाई से परिभाषित बिंदुओं पर। जब इन बिंदुओं को सीधी रेखाओं से जोड़ा जाता है, तो एक स्थानिक फ्रेम बनता है, जिसे क्रिस्टल जाली कहा जाता है। जिन बिन्दुओं पर क्रिस्टल कण स्थित होते हैं उन्हें जालक नोड कहते हैं।

क्रिस्टल जाली के नोड्स पर स्थित कणों के प्रकार और उनके बीच संबंध की प्रकृति के आधार पर, चार प्रकार के क्रिस्टल जाली प्रतिष्ठित हैं: आयनिक, परमाणु, आणविकऔर धातु।

आयनिक क्रिस्टल जाली।

ईओण काक्रिस्टल जाली कहा जाता है, जिसके नोड्स में आयन होते हैं। वे एक आयनिक बंधन वाले पदार्थों से बनते हैं, जो दोनों सरल आयनों $Na^(+), Cl^(-)$, और जटिल $SO_4^(2−), OH^-$ दोनों को बांध सकते हैं। नतीजतन, लवण, कुछ ऑक्साइड और धातुओं के हाइड्रॉक्साइड में आयनिक क्रिस्टल जाली होते हैं। उदाहरण के लिए, एक सोडियम क्लोराइड क्रिस्टल में बारी-बारी से $Na^+$ धनात्मक आयन और $Cl^-$ ऋणात्मक आयन होते हैं, जो घन के आकार की जाली बनाते हैं। ऐसे क्रिस्टल में आयनों के बीच के बंधन बहुत स्थिर होते हैं। इसलिए, आयनिक जाली वाले पदार्थों को अपेक्षाकृत उच्च कठोरता और ताकत की विशेषता होती है, वे दुर्दम्य और गैर-वाष्पशील होते हैं।

परमाणु क्रिस्टल जाली।

नाभिकीयक्रिस्टल जाली कहा जाता है, जिसके नोड्स में व्यक्तिगत परमाणु होते हैं। ऐसे जालकों में परमाणु अत्यंत प्रबल सहसंयोजी बंधों द्वारा परस्पर जुड़े रहते हैं। इस प्रकार के क्रिस्टल जाली वाले पदार्थों का एक उदाहरण हीरा है, जो कार्बन के एलोट्रोपिक संशोधनों में से एक है।

परमाणु क्रिस्टल जाली वाले अधिकांश पदार्थों में बहुत अधिक गलनांक होता है (उदाहरण के लिए, हीरे के लिए यह $ 3500 ° C $ से ऊपर होता है), वे मजबूत और कठोर होते हैं, व्यावहारिक रूप से अघुलनशील होते हैं।

आणविक क्रिस्टल जाली।

मोलेकुलरक्रिस्टल जाली कहा जाता है, जिसके नोड्स पर अणु स्थित होते हैं। इन अणुओं में रासायनिक बंधन या तो ध्रुवीय ($HCl, H_2O$) या गैर-ध्रुवीय ($N_2, O_2$) हो सकते हैं। इस तथ्य के बावजूद कि अणुओं के भीतर परमाणु बहुत मजबूत सहसंयोजक बंधों से बंधे होते हैं, स्वयं अणुओं के बीच अंतर-आणविक आकर्षण के कमजोर बल होते हैं। इसलिए, आणविक क्रिस्टल जाली वाले पदार्थों में कम कठोरता, कम गलनांक और अस्थिर होते हैं। अधिकांश ठोस कार्बनिक यौगिकों में आणविक क्रिस्टल जाली (नेफ़थलीन, ग्लूकोज, चीनी) होते हैं।

धातुई क्रिस्टल जाली।

धात्विक बंध वाले पदार्थों में धात्विक क्रिस्टल जालक होते हैं। इस तरह के जाली के नोड्स में परमाणु और आयन होते हैं (या तो परमाणु या आयन, जिसमें धातु के परमाणु आसानी से बदल जाते हैं, अपने बाहरी इलेक्ट्रॉनों को "सामान्य उपयोग के लिए" देते हैं)। धातुओं की ऐसी आंतरिक संरचना उनके विशिष्ट भौतिक गुणों को निर्धारित करती है: लचीलापन, प्लास्टिसिटी, विद्युत और तापीय चालकता, और एक विशिष्ट धातु चमक।

कार्बनिक गुणों का आधुनिक सिद्धांत इसकी संरचना पर निर्भरता के बारे में ए.एम. बटलरोव के विचार का विकास है। अभिव्यंजक संरचना पूरी विविधता का एक विचार देती है, हालांकि भविष्यवाणियां सख्त गणितीय कानूनों का परिणाम नहीं हैं, लेकिन केवल गुणात्मक प्रकृति की हैं और प्रयोगात्मक रसायनज्ञ की प्रतिभा और अंतर्ज्ञान के हिस्से के लिए बहुत कुछ छोड़ देती हैं।

यौगिकों के भौतिक गुणों की विशेषताओं को अक्सर इस यौगिक को बनाने वाले संबंधित तत्वों से संबंधित कई शब्दों के योग के रूप में व्यक्त किया जाता है। इस तरह के आवेदन योगात्मक योजनाएंकिसी यौगिक की किसी भी भौतिक-रासायनिक विशेषता को उसकी संरचना के सूत्र के अनुसार खोजने के लिए, इसलिए, यह इस धारणा के बराबर है कि एक तत्व, विभिन्न यौगिकों की संरचना में प्रवेश करता है, हमेशा ऐसी विशेषता के समान हिस्से का योगदान देता है।

सरलतम मामलों में, संबंध के संबंध में यह धारणा सत्य के बहुत करीब हो जाती है (उदाहरण के लिए, योजक, आणविक मात्रा के मूल्य हैं और

भाषण: आणविक और गैर-आणविक संरचना के पदार्थ। क्रिस्टल जाली का प्रकार। पदार्थों के गुणों की उनकी संरचना और संरचना पर निर्भरता

आणविक और गैर-आणविक पदार्थ

संरचना के अनुसार, रसायनों को दो समूहों में विभाजित किया जाता है: वे जिनमें अणु होते हैं, कहलाते हैं मोलेकुलर, और परमाणु और आयन युक्त - गैर आणविक.

आणविक पदार्थों में कम गलनांक/क्वथनांक होता है। वे तीन समग्र अवस्थाओं में हो सकते हैं: तरल, ठोस, गैसीय। इस समूह में अधातुओं के अधिकांश साधारण पदार्थ, साथ ही साथ उनके यौगिक भी शामिल हैं। आणविक पदार्थों के परमाणुओं के बीच के बंधन सहसंयोजक होते हैं।

गैर-आणविक पदार्थों में उच्च गलनांक/क्वथनांक होते हैं। वे ठोस अवस्था में हैं। ये हैं, आपने अनुमान लगाया, साधारण पदार्थ - धातु, अधातु के साथ उनके यौगिक, अधातु में बोरॉन, कार्बन - हीरा, फास्फोरस (काले और लाल), सिलिकॉन शामिल हैं। गैर-आणविक पदार्थ आयनिक, परमाणु, आणविक क्रिस्टल बनाते हैं, जिनमें से कणों की व्यवस्था एक स्पष्ट अनुक्रम होती है और एक जाली बनाती है।

क्रिस्टल जाली के प्रकार

जाली स्थलों पर स्थित कणों के प्रकार के आधार पर, क्रिस्टल जाली चार प्रकार के होते हैं:

1) आयनिकक्रिस्टल जाली एक आयनिक प्रकार के रासायनिक बंधन वाले यौगिकों की विशेषता है। जाली स्थलों पर धनायन और ऋणायन हैं। इस प्रकार के क्रिस्टल जाली वाले पदार्थों के उदाहरण विशिष्ट धातुओं के लवण, ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड हैं। ये कठोर लेकिन भंगुर पदार्थ हैं। उनमें कठोरता है। वे पानी में घुल जाते हैं और विद्युत प्रवाहकीय होते हैं।


2) परमाणुजाली के नोड्स पर परमाणु होते हैं। कण सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय और ध्रुवीय बंधन बनाते हैं। साधारण पदार्थों में से, इस प्रकार की क्रिस्टल जाली ग्रेफाइट और हीरे, बोरॉन, सिलिकॉन और जर्मेनियम की अवस्था में कार्बन से संबंधित होती है। जटिल पदार्थों में से, उदाहरण के लिए, सिलिकॉन ऑक्साइड (क्वार्ट्ज, रॉक क्रिस्टल) में एक परमाणु जाली होती है। ये बहुत कठोर दुर्दम्य पदार्थ हैं, प्रकृति में व्यापक रूप से वितरित नहीं हैं। पानी में न घोलें।

3) आण्विकक्रिस्टल जाली का निर्माण अणुओं द्वारा परस्पर आकर्षण के कमजोर बलों द्वारा एक साथ आयोजित किया जाता है। इसलिए, इस प्रकार की जाली के पदार्थों को कम कठोरता, नाजुकता और कम पिघलने वाले तापमान की विशेषता होती है। उदाहरण के लिए, यह बर्फीले अवस्था में पानी है। अधिकांश ठोस कार्बनिक यौगिकों में इस प्रकार की जाली होती है। यौगिक में बंधन प्रकार सहसंयोजक है।

यौगिकों की प्रकृति के आधार पर, उन्हें आणविक और गैर-आणविक में विभाजित किया जाता है। आणविक पदार्थों में, सबसे छोटे संरचनात्मक कण अणु होते हैं। इन पदार्थों में एक आणविक क्रिस्टल जाली होती है। गैर-आणविक पदार्थों में, सबसे छोटे संरचनात्मक कण परमाणु या आयन होते हैं। इनका क्रिस्टल जालक परमाणु, आयनिक या धात्विक होता है।

क्रिस्टल जाली का प्रकार काफी हद तक पदार्थों के गुणों को निर्धारित करता है। उदाहरण के लिए, जिन धातुओं में धातु क्रिस्टल जाली प्रकार, अन्य सभी तत्वों से अलग उच्च प्लास्टिसिटी, विद्युत और तापीय चालकता. ये गुण, साथ ही कई अन्य - लचीलापन, धातु चमक, आदि। धातु परमाणुओं के बीच एक विशेष प्रकार के बंधन के कारण - धात्विक बंधन।यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि धातुओं में निहित गुण केवल संघनित अवस्था में दिखाई देते हैं। उदाहरण के लिए, गैसीय अवस्था में चांदी में धातुओं के भौतिक गुण नहीं होते हैं।

धातुओं में एक विशेष प्रकार का बंधन - धात्विक - संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की कमी के कारण होता है, इसलिए वे धातु की पूरी संरचना के लिए समान होते हैं। धातुओं की संरचना के सबसे सरल मॉडल ने माना कि धातुओं के क्रिस्टल जाली में मुक्त इलेक्ट्रॉनों से घिरे सकारात्मक आयन होते हैं, इलेक्ट्रॉनों की गति गैस के अणुओं की तरह बेतरतीब ढंग से होती है। हालांकि, ऐसा मॉडल, गुणात्मक रूप से धातुओं के कई गुणों की व्याख्या करते हुए, मात्रात्मक सत्यापन में अपर्याप्त साबित होता है। धात्विक अवस्था के सिद्धांत के आगे विकास ने सृजन को जन्म दिया धातुओं का बैंड सिद्धांत, जो क्वांटम यांत्रिकी की अवधारणाओं पर आधारित है।

क्रिस्टल जाली के नोड्स में धनायन और धातु परमाणु होते हैं, और इलेक्ट्रॉन क्रिस्टल जाली के साथ स्वतंत्र रूप से चलते हैं।

धातुओं का एक अभिलक्षणिक यांत्रिक गुण है प्लास्टिक, उनके क्रिस्टल की आंतरिक संरचना की ख़ासियत के कारण। प्लास्टिसिटी को बाहरी ताकतों की कार्रवाई के तहत निकायों की विकृति से गुजरने की क्षमता के रूप में समझा जाता है, जो बाहरी प्रभाव की समाप्ति के बाद बनी रहती है। धातुओं की यह संपत्ति उन्हें फोर्जिंग के दौरान विभिन्न आकार देने की अनुमति देती है, धातु को चादरों में लुढ़काया जाता है या तार में खींचा जाता है।

धातुओं की प्लास्टिसिटी इस तथ्य के कारण है कि बाहरी क्रिया के तहत, क्रिस्टल जाली बनाने वाले आयनों की परतें बिना टूटे एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित हो जाती हैं। यह इस तथ्य के परिणामस्वरूप होता है कि स्थानांतरित इलेक्ट्रॉन, मुक्त पुनर्वितरण के कारण, आयनिक परतों के बीच संबंध को जारी रखते हैं। एक परमाणु जाली के साथ एक ठोस पदार्थ पर यांत्रिक क्रिया के तहत, इसकी अलग-अलग परतें विस्थापित हो जाती हैं और सहसंयोजक बंधों के टूटने के कारण उनके बीच का आसंजन टूट जाता है।

यदि क्रिस्टल जालक के नोड हैं आयनों, तब ये पदार्थ बनते हैं क्रिस्टल जाली का आयनिक प्रकार.

ये लवण हैं, साथ ही साथ विशिष्ट धातुओं के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड भी हैं। ये कठोर, भंगुर पदार्थ हैं, लेकिन इनका मुख्य गुण है : इन यौगिकों के विलयन और गलन विद्युत धारा का संचालन करते हैं.