მეტალის ბმა არის მულტიცენტრული კავშირი, რომელიც არსებობს ლითონებში და მათ შენადნობებში დადებითად დამუხტულ იონებსა და ვალენტურ ელექტრონებს შორის, რომლებიც საერთოა ყველა იონისთვის და თავისუფლად მოძრაობენ კრისტალში.

მათ აქვთ მცირე რაოდენობის ვალენტური ელექტრონები და დაბალი იონიზაცია. ეს ელექტრონები, მეტალის ატომების დიდი რადიუსების გამო, საკმაოდ სუსტად არიან მიბმული მათ ბირთვებთან და შეუძლიათ ადვილად დაშორდნენ მათ და გახდნენ საერთო ლითონის მთელ კრისტალს. შედეგად, ლითონის ბროლის ბადეში ჩნდება დადებითად დამუხტული ლითონის იონები და ელექტრონული გაზი - მობილური ელექტრონების ნაკრები, რომლებიც თავისუფლად მოძრაობენ ლითონის ბროლის გარშემო.

შედეგად, მეტალი არის დადებითი იონების სერია, რომელიც ლოკალიზებულია გარკვეულ პოზიციებზე და ელექტრონების დიდი რაოდენობა, რომლებიც შედარებით თავისუფლად მოძრაობენ დადებითი ცენტრების ველში. ლითონების სივრცითი სტრუქტურა არის კრისტალი, რომელიც შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც უჯრედი დადებითად დამუხტული იონებით კვანძებში, ჩაეფლო უარყოფითად დამუხტულ ელექტრონულ აირში. ყველა ატომი თავის ვალენტურ ელექტრონებს აძლევს ელექტრონის გაზის წარმოქმნას; ისინი თავისუფლად მოძრაობენ კრისტალის შიგნით ქიმიური ბმის გატეხვის გარეშე.

ლითონების კრისტალურ ქსელში ელექტრონების თავისუფალი გადაადგილების თეორია ექსპერიმენტულად დადასტურდა ტოლმანისა და სტიუარტის გამოცდილებით (1916 წელს): ადრე გადაუგრიხული ხვეულის მკვეთრი შენელების დროს ჭრილობის მავთულით, თავისუფალი ელექტრონები განაგრძობდნენ მოძრაობას ინერციით. გარკვეული პერიოდის განმავლობაში და ამ დროს მიკროსქემის ხვეულებში შემავალი ამპერმეტრი აღრიცხავდა ელექტრული დენის იმპულსს.

ლითონის ბონდის მოდელების ჯიშები

ლითონის კავშირის ნიშნებია შემდეგი მახასიათებლები:

1. მრავალელექტრონულობა, ვინაიდან ყველა ვალენტური ელექტრონი მონაწილეობს მეტალის ბმის ფორმირებაში;
2. მულტიცენტრული, ანუ დელოკალიზაცია - ბმა ერთდროულად აკავშირებს მეტალის კრისტალში შემავალ ატომების დიდ რაოდენობას;
3. იზოტროპია, ანუ არამიმართულება - ელექტრონული აირის შეუფერხებელი მოძრაობის გამო ყველა მიმართულებით ერთდროულად, მეტალის ბმა სფერულად სიმეტრიულია.

ლითონის კრისტალები ქმნიან ძირითადად სამი ტიპის ბროლის გისოსებს, თუმცა ზოგიერთ მეტალს, ტემპერატურის მიხედვით, შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული სტრუქტურა.

ლითონების კრისტალური გისოსები: ა) კუბური სახე-ცენტრირებული (Cu, Au, Ag, Al); ბ) კუბურ სხეულზე ორიენტირებული (Li, Na, Ba, Mo, W, V); გ) ექვსკუთხა (Mg, Zn, Ti, Cd, Cr)

მეტალის კავშირი არსებობს კრისტალებში და დნება ყველა ლითონისა და შენადნობის. მისი სუფთა სახით დამახასიათებელია ტუტე და მიწის ტუტე ლითონებისთვის. გარდამავალ d- ლითონებში ატომებს შორის კავშირი ნაწილობრივ კოვალენტურია.

163120 0

თითოეულ ატომს აქვს ელექტრონების გარკვეული რაოდენობა.

ქიმიურ რეაქციებში შესვლისას ატომები ჩუქნიან, იძენენ ან ახდენენ ელექტრონების სოციალიზაციას, რაც აღწევს ყველაზე სტაბილურ ელექტრონულ კონფიგურაციას. ყველაზე დაბალი ენერგიის მქონე კონფიგურაცია ყველაზე სტაბილურია (როგორც კეთილშობილური აირის ატომებში). ამ შაბლონს ეწოდება "ოქტეტის წესი" (ნახ. 1).

ბრინჯი. ერთი.

ეს წესი ყველას ეხება კავშირის ტიპები. ატომებს შორის ელექტრონული ბმები მათ საშუალებას აძლევს შექმნან სტაბილური სტრუქტურები, უმარტივესი კრისტალებიდან რთულ ბიომოლეკულებამდე, რომლებიც საბოლოოდ ქმნიან ცოცხალ სისტემებს. ისინი განსხვავდებიან კრისტალებისაგან მათი უწყვეტი მეტაბოლიზმით. თუმცა, ბევრი ქიმიური რეაქცია მიმდინარეობს მექანიზმების მიხედვით ელექტრონული გადარიცხვა, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ორგანიზმში მიმდინარე ენერგეტიკულ პროცესებში.

ქიმიური ბმა არის ძალა, რომელიც აერთიანებს ორ ან მეტ ატომს, იონს, მოლეკულას ან მათ ნებისმიერ კომბინაციას..

ქიმიური ბმის ბუნება უნივერსალურია: ეს არის მიზიდულობის ელექტროსტატიკური ძალა უარყოფითად დამუხტულ ელექტრონებსა და დადებითად დამუხტულ ბირთვებს შორის, რომელიც განისაზღვრება ატომების გარე გარსში ელექტრონების კონფიგურაციით. ატომის უნარს, შექმნას ქიმიური ბმები, ეწოდება ვალენტობა, ან ჟანგვის მდგომარეობა. კონცეფცია ვალენტური ელექტრონები- ელექტრონები, რომლებიც ქმნიან ქიმიურ ობლიგაციებს, ანუ ისინი, რომლებიც მდებარეობს ყველაზე მაღალი ენერგიის ორბიტალებში. შესაბამისად, ამ ორბიტალების შემცველი ატომის გარე გარსი ეწოდება სავალენტო გარსი. დღეისათვის საკმარისი არ არის ქიმიური ბმის არსებობის მითითება, მაგრამ აუცილებელია მისი ტიპის გარკვევა: იონური, კოვალენტური, დიპოლ-დიპოლური, მეტალიკი.

პირველი ტიპის კავშირი არისიონური კავშირი

ლუისისა და კოსელის ვალენტობის ელექტრონული თეორიის მიხედვით, ატომებს შეუძლიათ მიაღწიონ სტაბილურ ელექტრონულ კონფიგურაციას ორი გზით: პირველი, ელექტრონების დაკარგვით, გახდომით. კათიონებიმეორეც, მათი შეძენა, გადაქცევა ანიონები. ელექტრონის გადაცემის შედეგად, საპირისპირო ნიშნის მუხტის მქონე იონებს შორის მიზიდულობის ელექტროსტატიკური ძალის გამო, წარმოიქმნება ქიმიური ბმა, რომელსაც ეწოდება კოსელი. ელექტროვალენტური(ახლა დაურეკეს იონური).

ამ შემთხვევაში, ანიონები და კათიონები ქმნიან სტაბილურ ელექტრონულ კონფიგურაციას შევსებული გარე ელექტრონული გარსით. ტიპიური იონური ბმები წარმოიქმნება პერიოდული სისტემის T და II ჯგუფების კათიონებისგან და VI და VII ჯგუფების არალითონური ელემენტების ანიონებისგან (16 და 17 ქვეჯგუფი - შესაბამისად, ქალკოგენებიდა ჰალოგენები). იონურ ნაერთებში ბმები არის უჯერი და არამიმართული, ამიტომ ისინი ინარჩუნებენ ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების შესაძლებლობას სხვა იონებთან. ნახ. 2 და 3 ნაჩვენებია იონური ბმების მაგალითები, რომლებიც შეესაბამება კოსელის ელექტრონული ტრანსპორტის მოდელს.

ბრინჯი. 2.

ბრინჯი. 3.იონური ბმა ნატრიუმის ქლორიდის (NaCl) მოლეკულაში

აქ მიზანშეწონილია გავიხსენოთ ზოგიერთი თვისება, რომელიც ხსნის ნივთიერებების ქცევას ბუნებაში, კერძოდ, განვიხილოთ კონცეფცია მჟავებიდა საფუძველი.

ყველა ამ ნივთიერების წყალხსნარი ელექტროლიტებია. ისინი ფერს სხვადასხვა გზით იცვლიან. ინდიკატორები. ინდიკატორების მოქმედების მექანიზმი აღმოაჩინა F.V. ოსტვალდი. მან აჩვენა, რომ ინდიკატორები არის სუსტი მჟავები ან ფუძეები, რომელთა ფერი არადისოცირებულ და დისოცირებულ მდგომარეობებში განსხვავებულია.

ფუძეებს შეუძლიათ მჟავების განეიტრალება. ყველა ბაზა არ არის წყალში ხსნადი (მაგალითად, ზოგიერთი ორგანული ნაერთი, რომელიც არ შეიცავს -OH ჯგუფებს, უხსნადია, კერძოდ, ტრიეთილამინი N (C 2 H 5) 3); ხსნად ფუძეებს უწოდებენ ტუტეები.

მჟავების წყალხსნარი შედის დამახასიათებელ რეაქციებში:

ა) ლითონის ოქსიდებთან - მარილისა და წყლის წარმოქმნით;

ბ) ლითონებთან - მარილისა და წყალბადის წარმოქმნით;

გ) კარბონატებთან - მარილის წარმოქმნით, CO 2 და ჰ 2 ო.

მჟავებისა და ფუძეების თვისებები აღწერილია რამდენიმე თეორიით. თეორიის შესაბამისად ს.ა. არენიუსი, მჟავა არის ნივთიერება, რომელიც იშლება იონების წარმოქმნით ჰ+ , ხოლო ფუძე ქმნის იონებს ᲐᲠᲘᲡ ᲘᲡ- . ეს თეორია არ ითვალისწინებს ორგანული ფუძეების არსებობას, რომლებსაც არ აქვთ ჰიდროქსილის ჯგუფები.

Შეესაბამება პროტონიბრონსტედისა და ლოურის თეორიით, მჟავა არის ნივთიერება, რომელიც შეიცავს მოლეკულებს ან იონებს, რომლებიც აძლევენ პროტონებს. დონორებიპროტონები), ხოლო ფუძე არის ნივთიერება, რომელიც შედგება მოლეკულებისგან ან იონებისგან, რომლებიც იღებენ პროტონებს ( მიმღებებიპროტონები). გაითვალისწინეთ, რომ წყალხსნარებში წყალბადის იონები არსებობს ჰიდრატირებული ფორმით, ანუ ჰიდრონიუმის იონების სახით. H3O+ . ეს თეორია აღწერს რეაქციებს არა მხოლოდ წყალთან და ჰიდროქსიდის იონებთან, არამედ განხორციელებულ რეაქციებს გამხსნელის არარსებობისას ან არაწყლიან გამხსნელთან.

მაგალითად, ამიაკის რეაქციაში NH 3 (სუსტი ფუძე) და წყალბადის ქლორიდი აირის ფაზაში წარმოიქმნება მყარი ამონიუმის ქლორიდი და ორი ნივთიერების წონასწორულ ნარევში ყოველთვის არის 4 ნაწილაკი, რომელთაგან ორი მჟავაა, დანარჩენი ორი კი ფუძე:

ეს წონასწორული ნარევი შედგება მჟავებისა და ფუძეების ორი კონიუგირებული წყვილისაგან:

1)NH 4+ და NH 3

2) HClდა კლ ‑

აქ, თითოეულ კონიუგირებულ წყვილში, მჟავა და ფუძე განსხვავდება ერთი პროტონით. ყველა მჟავას აქვს კონიუგირებული ბაზა. ძლიერ მჟავას აქვს სუსტი კონიუგირებული ფუძე, ხოლო სუსტ მჟავას აქვს ძლიერი კონიუგირებული ფუძე.

ბრონსტედ-ლოურის თეორია შესაძლებელს ხდის წყლის უნიკალური როლის ახსნას ბიოსფეროს სიცოცხლეში. წყალს, მასთან ურთიერთქმედების ნივთიერებიდან გამომდინარე, შეუძლია გამოავლინოს მჟავის ან ფუძის თვისებები. მაგალითად, ძმარმჟავას წყალხსნარებთან რეაქციაში წყალი არის ფუძე, ხოლო ამიაკის წყალხსნარებთან – მჟავა.

1) CH 3 COOH + H 2 O ↔ H 3 O + + CH 3 SOO- . აქ ძმარმჟავას მოლეკულა პროტონს აბარებს წყლის მოლეკულას;

2) NH3 + H 2 O ↔ NH4 + + ᲐᲠᲘᲡ ᲘᲡ- . აქ ამიაკის მოლეკულა იღებს პროტონს წყლის მოლეკულიდან.

ამრიგად, წყალს შეუძლია შექმნას ორი კონიუგირებული წყვილი:

1) H 2 O(მჟავა) და ᲐᲠᲘᲡ ᲘᲡ- (კონიუგირებული ბაზა)

2) H 3 O+ (მჟავა) და H 2 O(კონიუგირებული ბაზა).

პირველ შემთხვევაში წყალი ჩუქნის პროტონს, მეორეში კი იღებს მას.

ასეთ ქონებას ე.წ ამფიპროტონულობა. ნივთიერებებს, რომლებსაც შეუძლიათ რეაგირება როგორც მჟავების, ასევე ფუძეების სახით, ეწოდებათ ამფოტერული. ასეთი ნივთიერებები ბუნებაში ხშირად გვხვდება. მაგალითად, ამინომჟავებს შეუძლიათ შექმნან მარილები როგორც მჟავებთან, ასევე ფუძეებთან ერთად. ამრიგად, პეპტიდები ადვილად ქმნიან კოორდინირებულ ნაერთებს არსებულ მეტალის იონებთან.

ამრიგად, იონური ბმის დამახასიათებელი თვისებაა ერთ-ერთ ბირთვთან შემაკავშირებელი ელექტრონების მტევნის სრული გადაადგილება. ეს ნიშნავს, რომ იონებს შორის არის რეგიონი, სადაც ელექტრონის სიმკვრივე თითქმის ნულის ტოლია.

მეორე ტიპის კავშირი არისკოვალენტური კავშირი

ატომებს შეუძლიათ შექმნან სტაბილური ელექტრონული კონფიგურაციები ელექტრონების გაზიარებით.

ასეთი ბმა იქმნება, როდესაც ელექტრონების წყვილი ერთ დროს ნაწილდება. თითოეულიდანატომი. ამ შემთხვევაში, სოციალიზებული ბმის ელექტრონები თანაბრად ნაწილდება ატომებს შორის. კოვალენტური ბმის მაგალითია ჰომობირთვულიდიატომიური H მოლეკულები 2 , ნ 2 , ფ 2. ალოტროპებს აქვთ იგივე ტიპის ბმა. ო 2 და ოზონი ო 3 და პოლიატომური მოლეკულისთვის ს 8 და ასევე ჰეტერონუკლეარული მოლეკულებიწყალბადის ქლორიდი Hcl, ნახშირორჟანგი CO 2, მეთანი CH 4, ეთანოლი თან 2 ჰ 5 ᲐᲠᲘᲡ ᲘᲡგოგირდის ჰექსაფტორიდი სფ 6, აცეტილენი თან 2 ჰ 2. ყველა ამ მოლეკულას აქვს ერთი და იგივე საერთო ელექტრონები და მათი ბმები გაჯერებულია და მიმართულია იმავე გზით (ნახ. 4).

ბიოლოგებისთვის მნიშვნელოვანია, რომ ორმაგ და სამმაგ ბმებში ატომების კოვალენტური რადიუსი შემცირდეს ერთ კავშირთან შედარებით.

ბრინჯი. 4.კოვალენტური ბმა Cl 2 მოლეკულაში.

იონური და კოვალენტური ტიპის ობლიგაციები არის მრავალი არსებული ტიპის ქიმიური ბმის ორი შემზღუდველი შემთხვევა და პრაქტიკაში ობლიგაციების უმეტესობა შუალედურია.

მენდელეევის სისტემის ერთიდაიგივე ან განსხვავებული პერიოდის საპირისპირო ბოლოებზე განლაგებული ორი ელემენტის ნაერთები უპირატესად ქმნიან იონურ კავშირებს. როდესაც ელემენტები უახლოვდებიან ერთმანეთს გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, მათი ნაერთების იონური ბუნება მცირდება, ხოლო კოვალენტური ხასიათი იზრდება. მაგალითად, პერიოდული ცხრილის მარცხენა მხარეს ელემენტების ჰალოიდები და ოქსიდები ქმნიან უპირატესად იონურ კავშირებს. NaCl, AgBr, BaSO4, CaCO3, KNO3, CaO, NaOH), და ცხრილის მარჯვენა მხარეს ელემენტების იგივე ნაერთები კოვალენტურია ( H 2 O, CO 2, NH 3, NO 2, CH 4, ფენოლი C6H5OH, გლუკოზა C 6 H 12 O 6, ეთანოლი C 2 H 5 OH).

კოვალენტურ კავშირს, თავის მხრივ, აქვს კიდევ ერთი მოდიფიკაცია.

პოლიატომურ იონებში და რთულ ბიოლოგიურ მოლეკულებში ორივე ელექტრონი მხოლოდ შეიძლება მოვიდეს ერთიატომი. მას ეძახიან დონორიელექტრონული წყვილი. ატომს, რომელიც აკავშირებს ელექტრონების ამ წყვილს დონორთან, ეწოდება მიმღებიელექტრონული წყვილი. ამ ტიპის კოვალენტურ ბმას ე.წ კოორდინაცია (დონორი-მიმღები, ანდატივი) კომუნიკაცია(ნახ. 5). ამ ტიპის კავშირი ყველაზე მნიშვნელოვანია ბიოლოგიისა და მედიცინისთვის, რადგან მეტაბოლიზმისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანი d-ელემენტების ქიმია ძირითადად აღწერილია საკოორდინაციო ბმებით.

ნახატი 5.

როგორც წესი, კომპლექსურ ნაერთში ლითონის ატომი მოქმედებს როგორც ელექტრონული წყვილის მიმღები; პირიქით, იონურ და კოვალენტურ ბმებში ლითონის ატომი არის ელექტრონის დონორი.

კოვალენტური ბმის არსი და მისი მრავალფეროვნება - საკოორდინაციო ბმა - შეიძლება გაირკვეს მჟავებისა და ფუძეების სხვა თეორიის დახმარებით, შემოთავაზებული GN. ლუისი. მან გარკვეულწილად გააფართოვა ტერმინების "მჟავა" და "ბაზის" სემანტიკური კონცეფცია ბრონსტედ-ლოურის თეორიის მიხედვით. ლუისის თეორია ხსნის რთული იონების წარმოქმნის ბუნებას და ნივთიერებების მონაწილეობას ნუკლეოფილურ ჩანაცვლების რეაქციებში, ანუ CS-ის წარმოქმნაში.

ლუისის აზრით, მჟავა არის ნივთიერება, რომელსაც შეუძლია შექმნას კოვალენტური ბმა ფუძიდან ელექტრონული წყვილის მიღებით. ლუისის ბაზა არის ნივთიერება, რომელსაც აქვს ელექტრონების მარტოხელა წყვილი, რომელიც ელექტრონების შემოწირულობით ქმნის კოვალენტურ კავშირს ლუისის მჟავასთან.

ანუ ლუისის თეორია ავრცელებს მჟავა-ტუტოვანი რეაქციების დიაპაზონს ასევე რეაქციებზე, რომლებშიც პროტონები საერთოდ არ მონაწილეობენ. უფრო მეტიც, თავად პროტონი, ამ თეორიის თანახმად, ასევე მჟავაა, რადგან მას შეუძლია მიიღოს ელექტრონული წყვილი.

ამრიგად, ამ თეორიის თანახმად, კათიონები არის ლუისის მჟავები, ხოლო ანიონები არის ლუისის ფუძეები. შემდეგი რეაქციები არის მაგალითები:

ზემოთ აღინიშნა, რომ ნივთიერებების დაყოფა იონურ და კოვალენტად შედარებითია, რადგან არ ხდება ელექტრონის სრული გადაცემა ლითონის ატომებიდან მიმღებ ატომებზე კოვალენტურ მოლეკულებში. იონური ბმის მქონე ნაერთებში, თითოეული იონი საპირისპირო ნიშნის იონების ელექტრულ ველშია, ამიტომ ისინი ურთიერთ პოლარიზებულნი არიან და მათი გარსი დეფორმირებულია.

პოლარიზებაგანისაზღვრება იონის ელექტრონული სტრუქტურით, მუხტითა და ზომით; ის უფრო მაღალია ანიონებისთვის, ვიდრე კატიონებისთვის. კათიონებს შორის ყველაზე მაღალი პოლარიზება არის უფრო დიდი მუხტისა და მცირე ზომის კატიონებისთვის, მაგალითად, for Hg 2+, Cd 2+, Pb 2+, Al 3+, Tl 3+. აქვს ძლიერი პოლარიზებული ეფექტი ჰ+ . ვინაიდან იონის პოლარიზაციის ეფექტი ორმხრივია, ის მნიშვნელოვნად ცვლის მათ მიერ წარმოქმნილი ნაერთების თვისებებს.

მესამე ტიპის კავშირი -დიპოლი-დიპოლური კავშირი

კომუნიკაციის ჩამოთვლილი ტიპების გარდა, არსებობს დიპოლ-დიპოლებიც ინტერმოლეკულურიურთიერთქმედება, ასევე ცნობილი როგორც ვან დერ ვაალსი .

ამ ურთიერთქმედების სიძლიერე დამოკიდებულია მოლეკულების ბუნებაზე.

არსებობს სამი სახის ურთიერთქმედება: მუდმივი დიპოლი - მუდმივი დიპოლი ( დიპოლი-დიპოლურიმიმზიდველობა); მუდმივი დიპოლი - გამოწვეული დიპოლი ( ინდუქციამიმზიდველობა); მყისიერი დიპოლი - გამოწვეული დიპოლი ( დისპერსიასმიმზიდველობა, ან ლონდონის ძალები; ბრინჯი. 6).

ბრინჯი. 6.

მხოლოდ პოლარული კოვალენტური ბმის მქონე მოლეკულებს აქვთ დიპოლ-დიპოლური მომენტი ( HCl, NH 3, SO 2, H 2 O, C 6 H 5 Cl), და კავშირის სიძლიერე არის 1-2 დაგემშვიდობე(1D \u003d 3,338 × 10 -30 კულონი მეტრი - C × m).

ბიოქიმიაში განასხვავებენ ბმის სხვა ტიპს - წყალბადის კავშირი, რაც შემზღუდველი შემთხვევაა დიპოლი-დიპოლურიმიმზიდველობა. ეს ბმა იქმნება წყალბადის ატომსა და მცირე ელექტროუარყოფით ატომს შორის მიზიდულობით, ყველაზე ხშირად ჟანგბადს, ფტორსა და აზოტს შორის. დიდი ატომებით, რომლებსაც აქვთ მსგავსი ელექტრონეგატიურობა (მაგალითად, ქლორთან და გოგირდთან), წყალბადის ბმა გაცილებით სუსტია. წყალბადის ატომი გამოირჩევა ერთი არსებითი მახასიათებლით: როდესაც შემაკავშირებელ ელექტრონებს შორდებიან, მისი ბირთვი - პროტონი - იხსნება და წყვეტს ელექტრონების სკრინინგს.

ამიტომ ატომი დიდ დიპოლად იქცევა.

წყალბადის ბმა, ვან დერ ვაალსის ბმასგან განსხვავებით, წარმოიქმნება არა მხოლოდ მოლეკულათაშორისი ურთიერთქმედების დროს, არამედ ერთ მოლეკულაშიც - ინტრამოლეკულურიწყალბადის ბმა. წყალბადის ბმები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ბიოქიმიაში, მაგალითად, ცილების სტრუქტურის სტაბილიზაციისთვის α-სპირალის სახით, ან დნმ-ის ორმაგი სპირალის ფორმირებისთვის (ნახ. 7).

ნახ.7.

წყალბადისა და ვან დერ ვაალსის ბმები გაცილებით სუსტია ვიდრე იონური, კოვალენტური და საკოორდინაციო ბმები. ინტერმოლეკულური ბმების ენერგია ნაჩვენებია ცხრილში. ერთი.

ცხრილი 1.ინტერმოლეკულური ძალების ენერგია

შენიშვნა: მოლეკულათაშორისი ურთიერთქმედების ხარისხი ასახავს დნობისა და აორთქლების (დუღილის) ენთალპიას. იონურ ნაერთებს იონების განცალკევებისთვის გაცილებით მეტი ენერგია სჭირდება, ვიდრე მოლეკულების გამოყოფას. იონური ნაერთების დნობის ენთალპიები გაცილებით მაღალია, ვიდრე მოლეკულური ნაერთების.

მეოთხე ტიპის კავშირი -მეტალის ბმა

და ბოლოს, არსებობს სხვა ტიპის ინტერმოლეკულური ბმები - ლითონის: ლითონების გისოსების დადებითი იონების შეერთება თავისუფალ ელექტრონებთან. ამ ტიპის კავშირი არ ხდება ბიოლოგიურ ობიექტებში.

ბმების ტიპების მოკლე მიმოხილვიდან ერთი დეტალი ირკვევა: ატომის ან ლითონის იონის მნიშვნელოვანი პარამეტრი - ელექტრონის დონორი, ისევე როგორც ატომ - ელექტრონის მიმღები მისი. ზომა.

დეტალების შესწავლის გარეშე აღვნიშნავთ, რომ ატომების კოვალენტური რადიუსი, ლითონების იონური რადიუსი და ურთიერთმოქმედი მოლეკულების ვან დერ ვაალის რადიუსი იზრდება, როდესაც იზრდება მათი ატომური რიცხვი პერიოდული სისტემის ჯგუფებში. ამ შემთხვევაში, იონის რადიუსის მნიშვნელობები ყველაზე მცირეა, ხოლო ვან დერ ვაალის რადიუსი ყველაზე დიდი. როგორც წესი, ჯგუფის ქვემოთ გადაადგილებისას იზრდება ყველა ელემენტის რადიუსი, როგორც კოვალენტური, ისე ვან დერ ვაალსი.

ბიოლოგებისა და ექიმებისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანია კოორდინაცია(დონორ-მიმღები) საკოორდინაციო ქიმიით განხილული ბმები.

სამედიცინო ბიოორგანიკა. გ.კ. ბარაშკოვი

გაკვეთილზე განიხილება ქიმიური ბმის რამდენიმე სახეობა: ლითონი, წყალბადი და ვან დერ ვაალსი, ასევე გაიგებთ, თუ როგორ არის დამოკიდებული ფიზიკური და ქიმიური თვისებები ნივთიერების სხვადასხვა სახის ქიმიურ ბმებზე.

თემა: ქიმიური ბმის სახეები

გაკვეთილი: მეტალის და წყალბადის ქიმიური ბმები

ლითონის კავშირიეს არის ლითონებისა და მათი შენადნობების კავშირის ტიპი ლითონის ატომებს ან იონებს და შედარებით თავისუფალ ელექტრონებს (ელექტრონის გაზი) შორის კრისტალურ ბადეში.

ლითონები ქიმიური ელემენტებია დაბალი ელექტრონეგატიურობით, ამიტომ ისინი ადვილად ჩუქნიან თავიანთ ვალენტურ ელექტრონებს. თუ ლითონის ელემენტის გვერდით არის არალითონი, მაშინ ლითონის ატომიდან ელექტრონები გადადიან არალითონში. ამ ტიპის კავშირი ე.წ იონური(ნახ. 1).

ბრინჯი. 1. განათლება

Როდესაც მარტივი ნივთიერებები ლითონებიან მათი შენადნობები, სიტუაცია იცვლება.

მოლეკულების წარმოქმნის დროს ლითონების ელექტრონული ორბიტალები უცვლელი არ რჩება. ისინი ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან, ქმნიან ახალ მოლეკულურ ორბიტალს. ნაერთის შემადგენლობიდან და სტრუქტურიდან გამომდინარე, მოლეკულური ორბიტალები შეიძლება ახლოს იყოს ატომური ორბიტალების მთლიანობასთან ან მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს მათგან. ლითონის ატომების ელექტრონული ორბიტალების ურთიერთქმედებისას წარმოიქმნება მოლეკულური ორბიტალები. ისეთი, რომ ლითონის ატომის ვალენტურ ელექტრონებს შეუძლიათ თავისუფლად გადაადგილდნენ ამ მოლეკულური ორბიტალების გასწვრივ. არ არის სრული გამოყოფა, დამუხტვა, ე.ი. ლითონისარ არის ირგვლივ მცურავი კათიონებისა და ელექტრონების კრებული. მაგრამ ეს არ არის ატომების ერთობლიობა, რომლებიც ზოგჯერ გადაიქცევიან კატიონურ ფორმაში და გადააქვთ ელექტრონი სხვა კატიონში. რეალური სიტუაცია ამ ორი უკიდურესი ვარიანტის ერთობლიობაა.

ბრინჯი. 2

მეტალის ბმის ფორმირების არსი შედგენილიშემდეგში: ლითონის ატომები ჩუქნიან გარე ელექტრონებს და ზოგიერთი მათგანი გადაიქცევა დადებითად დამუხტული იონები. ატომებიდან გატეხილი ე ელექტრონებიშედარებით თავისუფლად გადაადგილება აღმოცენებას შორის დადებითილითონის იონები. ამ ნაწილაკებს შორის წარმოიქმნება მეტალის ბმა, ანუ ელექტრონები, თითქოსდა, ცემენტებენ დადებით იონებს ლითონის გისოსში (ნახ. 2).

მეტალის ბმის არსებობა განსაზღვრავს ლითონების ფიზიკურ თვისებებს:

მაღალი პლასტიურობა

სითბო და ელექტროგამტარობა

მეტალის ბზინვარება

პლასტიკური არის მასალის მექანიკური დატვირთვის დროს ადვილად დეფორმირების უნარი. მეტალის კავშირი რეალიზდება ყველა ლითონის ატომს შორის ერთდროულად, ამიტომ მეტალზე მექანიკური მოქმედების დროს კონკრეტული ბმები არ იშლება, არამედ იცვლება მხოლოდ ატომის პოზიცია. ლითონის ატომები, რომლებიც არ არიან ერთმანეთთან მჭიდროდ შეკრული, შეიძლება, თითქოსდა, სრიალებს ელექტრონის გაზის ფენაზე, როგორც ეს ხდება მაშინ, როდესაც ერთი მინა სრიალებს მეორეზე, მათ შორის წყლის ფენით. ამის გამო ლითონები ადვილად დეფორმირდება ან თხელ ფოლგაში გადახვევა. ყველაზე დრეკადი ლითონებია სუფთა ოქრო, ვერცხლი და სპილენძი. ყველა ეს ლითონი ბუნებრივად გვხვდება ბუნებაში სიწმინდის სხვადასხვა ხარისხით. ბრინჯი. 3.

ბრინჯი. 3. ბუნებაში ნაპოვნი ლითონები მშობლიური სახით

მათგან, განსაკუთრებით ოქროსგან, მზადდება სხვადასხვა ორნამენტი. საოცარი პლასტიურობის გამო ოქრო გამოიყენება სასახლეების გაფორმებაში. მისგან შეგიძლიათ გააბრტყელოთ ფოლგა მხოლოდ 3 სისქით. 10 -3 მმ. მას უწოდებენ ოქროს ფოთოლს, რომელიც გამოიყენება თაბაშირის, ჩამოსხმის ან სხვა საგნებისთვის.

თერმული და ელექტრული გამტარობა . ელექტროენერგიის საუკეთესო გამტარებია სპილენძი, ვერცხლი, ოქრო და ალუმინი. მაგრამ ვინაიდან ოქრო და ვერცხლი ძვირადღირებული ლითონებია, კაბელების დასამზადებლად გამოიყენება იაფი სპილენძი და ალუმინი. ყველაზე ცუდი ელექტრული გამტარებია მანგანუმი, ტყვია, ვერცხლისწყალი და ვოლფრამი. ვოლფრამი აქვს ისეთი მაღალი ელექტრული წინააღმდეგობა, რომ ანათებს მასში ელექტრული დენის გავლისას. ეს თვისება გამოიყენება ინკანდესენტური ნათურების წარმოებაში.

Სხეულის ტემპერატურაარის მისი შემადგენელი ატომების ან მოლეკულების ენერგიის საზომი. ლითონის ელექტრონულ გაზს შეუძლია საკმაოდ სწრაფად გადაიტანოს ზედმეტი ენერგია ერთი იონიდან ან ატომიდან მეორეზე. ლითონის ტემპერატურა სწრაფად უთანაბრდება მთელ მოცულობას, მაშინაც კი, თუ გათბობა მოდის ერთი მხრიდან. ეს შეინიშნება, მაგალითად, თუ ჩაიში ჩაასხით ლითონის კოვზი.

მეტალის ბზინვარება. ბზინვარება არის სხეულის უნარი, აირეკლოს სინათლის სხივები. ვერცხლს, ალუმინს და პალადუმს აქვთ სინათლის მაღალი არეკვლა. ამიტომ, სწორედ ეს ლითონები გამოიყენება შუშის ზედაპირზე თხელ ფენად ფარების, პროექტორების და სარკეების დამზადებისას.

წყალბადის ბმა

განვიხილოთ ქალკოგენების წყალბადის ნაერთების დუღილისა და დნობის წერტილები: ჟანგბადი, გოგირდი, სელენი და თელურიუმი. ბრინჯი. 4.

ბრინჯი. 4

თუ გონებრივად გამოვყოფთ გოგირდის, სელენისა და თელურიუმის წყალბადის ნაერთების პირდაპირ დუღილისა და დნობის წერტილებს, დავინახავთ, რომ წყლის დნობის წერტილი უნდა იყოს დაახლოებით -100 0 C, ხოლო დუღილის ტემპერატურა დაახლოებით -80 0 C. ეს ხდება იმის გამო, რომ არსებობს ურთიერთქმედება - წყალბადის ბმა, რომელიც აერთიანებს წყლის მოლეკულები ასოციაციას . ამ თანამოაზრეების განადგურებისთვის საჭიროა დამატებითი ენერგია.

წყალბადის ბმა იქმნება უაღრესად პოლარიზებულ, მაღალდადებითად დამუხტულ წყალბადის ატომსა და ძალიან მაღალი ელექტრონეგატიურობის სხვა ატომს შორის: ფტორი, ჟანგბადი ან აზოტი. . ნივთიერებების მაგალითები, რომლებსაც შეუძლიათ წყალბადის ბმის შექმნა, ნაჩვენებია ნახ. 5.

ბრინჯი. 5

განვიხილოთ წყალბადის ბმების წარმოქმნა წყლის მოლეკულებს შორის.წყალბადის ბმა წარმოდგენილია სამი წერტილით. წყალბადის ბმის გაჩენა განპირობებულია წყალბადის ატომის უნიკალური მახასიათებლით. ვინაიდან წყალბადის ატომი შეიცავს მხოლოდ ერთ ელექტრონს, როდესაც საერთო ელექტრონული წყვილი სხვა ატომს აშორებს, წყალბადის ატომის ბირთვი იხსნება, რომლის დადებითი მუხტი მოქმედებს ნივთიერებების მოლეკულების ელექტროუარყოფით ელემენტებზე.

შეადარეთ თვისებები ეთილის სპირტი და დიმეთილის ეთერი. ამ ნივთიერებების სტრუქტურიდან გამომდინარე, ეთილის სპირტს შეუძლია შექმნას მოლეკულური წყალბადის ბმები. ეს გამოწვეულია ჰიდროქსო ჯგუფის არსებობით. დიმეთილ ეთერს არ შეუძლია შექმნას მოლეკულური წყალბადის ბმები.

შევადაროთ მათი თვისებები ცხრილში 1.

ჩანართი ერთი

T bp., T pl, წყალში ხსნადობა უფრო მაღალია ეთილის სპირტისთვის. ეს არის ზოგადი ნიმუში ნივთიერებებისთვის, რომელთა მოლეკულებს შორის იქმნება წყალბადის ბმა. ამ ნივთიერებებს ახასიათებს მაღალი T bp., T pl, წყალში ხსნადობა და დაბალი არასტაბილურობა.

ფიზიკური თვისებები ნაერთები ასევე დამოკიდებულია ნივთიერების მოლეკულურ წონაზე. აქედან გამომდინარე, ლეგიტიმურია ნივთიერებების ფიზიკური თვისებების შედარება წყალბადის ბმებთან მხოლოდ მსგავსი მოლეკულური წონის ნივთიერებებისთვის.

ენერგიაერთი წყალბადის ბმადაახლოებით 10-ჯერ ნაკლები კოვალენტური კავშირის ენერგია. თუ რთული შემადგენლობის ორგანულ მოლეკულებს აქვთ რამდენიმე ფუნქციური ჯგუფი, რომელსაც შეუძლია შექმნას წყალბადის ბმა, მაშინ მათში შეიძლება ჩამოყალიბდეს წყალბადის ბმები (ცილები, დნმ, ამინომჟავები, ორთონიტროფენოლი და ა.შ.). წყალბადის კავშირის გამო წარმოიქმნება ცილების მეორადი სტრუქტურა, დნმ-ის ორმაგი სპირალი.

ვან დერ ვაალსის კავშირი.

განვიხილოთ კეთილშობილი აირები. ჰელიუმის ნაერთები ჯერ არ არის მიღებული. მას არ შეუძლია შექმნას ჩვეულებრივი ქიმიური ბმები.

ძალიან უარყოფით ტემპერატურაზე შესაძლებელია თხევადი და თუნდაც მყარი ჰელიუმის მიღება. თხევად მდგომარეობაში, ჰელიუმის ატომები შენარჩუნებულია ელექტროსტატიკური მიზიდულობის ძალებით. ამ ძალებისთვის სამი ვარიანტია:

ორიენტაციის ძალები. ეს არის ურთიერთქმედება ორ დიპოლს შორის (HCl)

ინდუქციური მიზიდულობა. ეს არის დიპოლისა და არაპოლარული მოლეკულის მიზიდულობა.

დისპერსიული მიზიდულობა. ეს არის ურთიერთქმედება ორ არაპოლარულ მოლეკულას შორის (He). ის წარმოიქმნება ბირთვის გარშემო ელექტრონების არათანაბარი მოძრაობის გამო.

გაკვეთილის შეჯამება

გაკვეთილზე განხილულია ქიმიური ბმის სამი ტიპი: მეტალი, წყალბადი და ვან დერ ვაალსი. ახსნილი იყო ფიზიკური და ქიმიური თვისებების დამოკიდებულება ნივთიერების სხვადასხვა ტიპის ქიმიურ ბმებზე.

ბიბლიოგრაფია

1. რუძიტის გ.ე. Ქიმია. ზოგადი ქიმიის საფუძვლები. მე-11 კლასი: სახელმძღვანელო საგანმანათლებლო დაწესებულებებისთვის: საბაზო საფეხური / გ.ე. რუძიტისი, ფ.გ. ფელდმანი. - მე-14 გამოცემა. - მ.: განათლება, 2012 წ.

2. პოპელ პ.პ. ქიმია: მე-8 კლასი: სახელმძღვანელო ზოგადსაგანმანათლებლო დაწესებულებებისთვის / პ.პ. პოპელი, L.S. კრივლია. - კ .: საინფორმაციო ცენტრი "აკადემია", 2008. - 240გვ.: ილ.

3. გაბრიელიანი ო.ს. Ქიმია. მე-11 კლასი. საბაზისო დონე. მე-2 გამოცემა, სტერ. - M.: Bustard, 2007. - 220გვ.

Საშინაო დავალება

1. No2, 4, 6 (გვ. 41) რუძიტის გ.ე. Ქიმია. ზოგადი ქიმიის საფუძვლები. მე-11 კლასი: სახელმძღვანელო საგანმანათლებლო დაწესებულებებისთვის: საბაზო საფეხური / გ.ე. რუძიტისი, ფ.გ. ფელდმანი. - მე-14 გამოცემა. - მ.: განათლება, 2012 წ.

2. რატომ გამოიყენება ვოლფრამი ინკანდესენტური ნათურების თმების დასამზადებლად?

3. რით აიხსნება წყალბადის ბმის არარსებობა ალდეჰიდის მოლეკულებში?

ყველა ამჟამად ცნობილი ქიმიური ელემენტი, რომლებიც მდებარეობს პერიოდულ სისტემაში, პირობითად იყოფა ორ დიდ ჯგუფად: ლითონები და არალითონები. იმისათვის, რომ ისინი გახდნენ არა მხოლოდ ელემენტები, არამედ ნაერთები, ქიმიკატები, რომ შეძლონ ურთიერთქმედება ერთმანეთთან, ისინი უნდა არსებობდნენ მარტივი და რთული ნივთიერებების სახით.

სწორედ ამისთვის ცდილობს ზოგიერთი ელექტრონი მიიღოს, ზოგი კი - მისცეს. ამ გზით ერთმანეთის შევსებისას ელემენტები ქმნიან სხვადასხვა ქიმიურ მოლეკულებს. მაგრამ რა ინარჩუნებს მათ ერთად? რატომ არის ისეთი სიძლიერის ნივთიერებები, რომლებსაც ყველაზე სერიოზული იარაღებიც კი ვერ ანადგურებენ? სხვები კი, პირიქით, ნადგურდებიან ოდნავი ზემოქმედებით. ეს ყველაფერი აიხსნება მოლეკულებში ატომებს შორის სხვადასხვა სახის ქიმიური ბმების წარმოქმნით, გარკვეული სტრუქტურის კრისტალური ბადის წარმოქმნით.

ქიმიური ბმების სახეები ნაერთებში

საერთო ჯამში შეიძლება გამოიყოს ქიმიური ბმის 4 ძირითადი ტიპი.

1. კოვალენტური არაპოლარული. იგი წარმოიქმნება ორ იდენტურ არამეტალს შორის ელექტრონების სოციალიზაციის, საერთო ელექტრონული წყვილების წარმოქმნის გამო. მის ფორმირებაში მონაწილეობენ ვალენტური დაუწყვილებელი ნაწილაკები. მაგალითები: ჰალოგენები, ჟანგბადი, წყალბადი, აზოტი, გოგირდი, ფოსფორი.
2. კოვალენტური პოლარული. იგი წარმოიქმნება ორ განსხვავებულ არამეტალს შორის ან მეტალს შორის, რომელიც ძალიან სუსტია თვისებებით და არამეტალს შორის, რომელიც სუსტი ელექტროუარყოფითობითაა. ის ასევე ეფუძნება საერთო ელექტრონულ წყვილებს და მათ მიზიდვას საკუთარი თავისკენ იმ ატომის მიერ, რომლის ელექტრონებთან კავშირი უფრო მაღალია. მაგალითები: NH 3, SiC, P 2 O 5 და სხვა.
3. წყალბადის ბმა. ყველაზე არასტაბილური და სუსტი, ის წარმოიქმნება ერთი მოლეკულის ძლიერ ელექტროუარყოფით ატომსა და მეორის პოზიტიურ ატომს შორის. ყველაზე ხშირად ეს ხდება მაშინ, როდესაც ნივთიერებები იხსნება წყალში (ალკოჰოლი, ამიაკი და ა.შ.). ამ კავშირის წყალობით შეიძლება არსებობდეს ცილების მაკრომოლეკულები, ნუკლეინის მჟავები, რთული ნახშირწყლები და ა.შ.
4. იონური ბმა. იგი წარმოიქმნება ლითონებისა და არამეტალების განსხვავებულად დამუხტული იონების ელექტროსტატიკური მიზიდულობის ძალების გამო. რაც უფრო ძლიერია განსხვავება ამ ინდიკატორში, მით უფრო გამოხატულია ურთიერთქმედების იონური ბუნება. ნაერთების მაგალითები: ორობითი მარილები, რთული ნაერთები - ფუძეები, მარილები.
5. მეტალის ბმა, რომლის ფორმირების მექანიზმი, ისევე როგორც თვისებები, შემდგომში იქნება განხილული. იგი წარმოიქმნება ლითონებში, მათ შენადნობებში სხვადასხვა სახის.

არსებობს ისეთი რამ, როგორიცაა ქიმიური ბმის ერთიანობა. ის უბრალოდ ამბობს, რომ შეუძლებელია ყოველი ქიმიური ბმის მინიშნებად განხილვა. ისინი ყველა მხოლოდ ნომინალური ერთეულია. ყოველივე ამის შემდეგ, ყველა ურთიერთქმედება ეფუძნება ერთ პრინციპს - ელექტრონის სტატიკური ურთიერთქმედება. მაშასადამე, იონურ, მეტალურ, კოვალენტურ ობლიგაციებსა და წყალბადურ ბმებს ერთი ქიმიური ბუნება აქვთ და ერთმანეთის მხოლოდ სასაზღვრო შემთხვევებია.

ლითონები და მათი ფიზიკური თვისებები

ლითონები აბსოლუტური უმრავლესობაა ყველა ქიმიურ ელემენტს შორის. ეს გამოწვეულია მათი განსაკუთრებული თვისებებით. მათი მნიშვნელოვანი ნაწილი ადამიანმა მიიღო ბირთვული რეაქციების შედეგად ლაბორატორიაში, ისინი რადიოაქტიურები არიან ხანმოკლე ნახევარგამოყოფის პერიოდით.

თუმცა, უმეტესობა ბუნებრივი ელემენტებია, რომლებიც ქმნიან მთლიან ქანებსა და მადნებს და არიან ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაერთების ნაწილი. სწორედ მათგან ისწავლეს ხალხმა შენადნობების ჩამოსხმა და ბევრი ლამაზი და მნიშვნელოვანი პროდუქტის დამზადება. ესენია სპილენძი, რკინა, ალუმინი, ვერცხლი, ოქრო, ქრომი, მანგანუმი, ნიკელი, თუთია, ტყვია და მრავალი სხვა.

ყველა ლითონისთვის შეიძლება განვასხვავოთ ზოგადი ფიზიკური თვისებები, რაც აიხსნება ლითონის ბმის წარმოქმნის სქემით. რა არის ეს თვისებები?

1. მოქნილობა და პლასტიურობა. ცნობილია, რომ ბევრი ლითონი შეიძლება დაიბრუნოს კილიტამდე (ოქრო, ალუმინი). სხვებისგან მიიღება მავთული, ლითონის მოქნილი ფურცლები, პროდუქტები, რომლებიც შეიძლება დეფორმირებული იყოს ფიზიკური ზემოქმედებით, მაგრამ დაუყოვნებლივ აღადგენს ფორმას მისი შეწყვეტის შემდეგ. სწორედ ლითონების ამ თვისებებს უწოდებენ დრეკადობას და დრეკადობას. ამ მახასიათებლის მიზეზი არის ლითონის ტიპის კავშირი. იონები და ელექტრონები კრისტალში სრიალებს ერთმანეთთან შედარებით დარღვევის გარეშე, რაც შესაძლებელს ხდის შეინარჩუნოს მთელი სტრუქტურის მთლიანობა.
2. მეტალის ბზინვარება. იგი ასევე ხსნის მეტალის ბმას, ფორმირების მექანიზმს, მის მახასიათებლებსა და თავისებურებებს. ასე რომ, ყველა ნაწილაკს არ შეუძლია იმავე ტალღის სიგრძის სინათლის ტალღების შთანთქმა ან ასახვა. მეტალების უმეტესობის ატომები ასახავს მოკლე ტალღის სიგრძის სხივებს და იძენს თითქმის იგივე ვერცხლის ფერს, თეთრს, ღია ცისფერ ფერს. გამონაკლისია სპილენძი და ოქრო, მათი ფერი შესაბამისად მოწითალო-წითელი და ყვითელია. მათ შეუძლიათ უფრო გრძელი ტალღის სიგრძის რადიაციის ასახვა.
3. თერმული და ელექტრული გამტარობა. ეს თვისებები ასევე აიხსნება ბროლის გისოსის აგებულებით და იმით, რომ მის ფორმირებაში რეალიზდება ლითონის ტიპის ბმა. ბროლის შიგნით მოძრავი „ელექტრონული გაზის“ გამო, ელექტრო დენი და სითბო მყისიერად და თანაბრად ნაწილდება ყველა ატომსა და იონზე და ატარებს ლითონის მეშვეობით.
4. აგრეგაციის მყარი მდგომარეობა ნორმალურ პირობებში. ერთადერთი გამონაკლისი აქ არის ვერცხლისწყალი. ყველა სხვა ლითონი აუცილებლად ძლიერი, მყარი ნაერთებია, ისევე როგორც მათი შენადნობები. ის ასევე მეტალებში მეტალის ბმის არსებობის შედეგია. ამ ტიპის ნაწილაკების შებოჭვის ფორმირების მექანიზმი სრულად ადასტურებს თვისებებს.

ეს არის ლითონების ძირითადი ფიზიკური მახასიათებლები, რომლებიც აიხსნება და განისაზღვრება მეტალის ბმის ფორმირების სქემით. ატომების შეერთების ეს მეთოდი აქტუალურია კონკრეტულად ლითონების ელემენტებზე, მათ შენადნობებზე. ანუ მათთვის მყარ და თხევად მდგომარეობაში.

ლითონის ტიპის ქიმიური ბმა

რა არის მისი თავისებურება? საქმე ის არის, რომ ასეთი ბმა წარმოიქმნება არა განსხვავებულად დამუხტული იონების და მათი ელექტროსტატიკური მიზიდულობის გამო და არა ელექტრონეგატიურობის სხვაობისა და თავისუფალი ელექტრონული წყვილების არსებობის გამო. ანუ იონურ, მეტალურ, კოვალენტურ ბმებს აქვთ ოდნავ განსხვავებული ბუნება და შეკრული ნაწილაკების გამორჩეული თვისებები.

ყველა ლითონს აქვს შემდეგი მახასიათებლები:

• ელექტრონების მცირე რაოდენობა თითოზე (გარდა ზოგიერთი გამონაკლისისა, რომელსაც შეიძლება ჰქონდეს 6.7 და 8);
• დიდი ატომური რადიუსი;
• დაბალი იონიზაციის ენერგია.

ეს ყველაფერი ხელს უწყობს გარე დაუწყვილებელი ელექტრონების ადვილ გამოყოფას ბირთვიდან. ამ შემთხვევაში, ატომს აქვს ბევრი თავისუფალი ორბიტალი. მეტალის ბმის ფორმირების სქემა უბრალოდ აჩვენებს სხვადასხვა ატომების მრავალრიცხოვანი ორბიტალური უჯრედების გადაფარვას ერთმანეთთან, რაც, შედეგად, ქმნის საერთო ინტრაკრისტალურ სივრცეს. ყოველი ატომიდან მასში იკვებება ელექტრონები, რომლებიც თავისუფლად იწყებენ ხეტიალს გისოსის სხვადასხვა ნაწილში. პერიოდულად, თითოეული მათგანი კრისტალურ ადგილას ამაგრებს იონს და აქცევს მას ატომად, შემდეგ ისევ იშლება და წარმოქმნის იონს.

ამრიგად, მეტალის ბმა არის კავშირი ატომებს, იონებსა და თავისუფალ ელექტრონებს შორის საერთო მეტალის კრისტალში. ელექტრონულ ღრუბელს, რომელიც თავისუფლად მოძრაობს სტრუქტურაში, ეწოდება "ელექტრონული გაზი". ის ხსნის მეტალების უმეტესობას და მათ შენადნობებს.

როგორ აცნობიერებს თავის თავს მეტალის ქიმიური ბმა? სხვადასხვა მაგალითების მოყვანა შეიძლება. შევეცადოთ განვიხილოთ ლითიუმის ნაჭერი. მაშინაც კი, თუ მას ბარდის ზომა აიღებთ, ათასობით ატომი იქნება. წარმოვიდგინოთ, რომ ამ ათასობით ატომიდან თითოეული თავის ერთვალენტურ ელექტრონს აძლევს საერთო კრისტალურ სივრცეს. ამავდროულად, მოცემული ელემენტის ელექტრონული სტრუქტურის ცოდნით, შეგიძლიათ ნახოთ ცარიელი ორბიტალების რაოდენობა. ლითიუმს ექნება 3 მათგანი (მეორე ენერგეტიკული დონის p-ორბიტალები). სამი ათეული ათასიდან თითოეულ ატომზე – ეს არის საერთო სივრცე კრისტალის შიგნით, რომელშიც თავისუფლად მოძრაობს „ელექტრონული გაზი“.

მეტალის კავშირის მქონე ნივთიერება ყოველთვის ძლიერია. ყოველივე ამის შემდეგ, ელექტრონული გაზი არ აძლევს კრისტალს დაშლის საშუალებას, მაგრამ მხოლოდ ანაცვლებს ფენებს და დაუყოვნებლივ აღადგენს. ის ანათებს, აქვს გარკვეული სიმკვრივე (ყველაზე ხშირად მაღალი), დნობა, მოქნილობა და პლასტიურობა.

კიდევ სად არის რეალიზებული მეტალის კავშირი? ნივთიერების მაგალითები:

• ლითონები მარტივი სტრუქტურების სახით;
• ყველა ლითონის შენადნობები ერთმანეთთან;
• ყველა ლითონი და მათი შენადნობები თხევად და მყარ მდგომარეობაში.

კონკრეტული მაგალითების წარმოუდგენელი რაოდენობაა, რადგან პერიოდულ სისტემაში 80-ზე მეტი ლითონია!

ლითონის ბმა: ფორმირების მექანიზმი

თუ მას ზოგადად განვიხილავთ, მაშინ ზემოთ უკვე ჩამოვთვალეთ ძირითადი პუნქტები. თავისუფალი და ბირთვიდან ადვილად მოწყვეტილი ელექტრონების არსებობა დაბალი იონიზაციის ენერგიის გამო არის ამ ტიპის ბმის წარმოქმნის მთავარი პირობა. ამრიგად, გამოდის, რომ იგი ხორციელდება შემდეგ ნაწილაკებს შორის:

• ატომები კრისტალური მედის კვანძებში;
• თავისუფალი ელექტრონები, რომლებიც იყო ვალენტობა მეტალში;
• იონები ბროლის გისოსებზე.

საბოლოო შედეგი არის მეტალის ბმა. ფორმირების მექანიზმი ზოგადი თვალსაზრისით გამოიხატება შემდეგი აღნიშვნით: Me 0 - e - ↔ Me n+. სქემიდან აშკარაა, რომელი ნაწილაკებია ლითონის კრისტალში.

თავად კრისტალებს შეიძლება ჰქონდეთ განსხვავებული ფორმა. ეს დამოკიდებულია კონკრეტულ ნივთიერებაზე, რასთან გვაქვს საქმე.

ლითონის კრისტალების სახეები

ლითონის ან მისი შენადნობის ეს სტრუქტურა ხასიათდება ნაწილაკების ძალიან მკვრივი შეფუთვით. იგი უზრუნველყოფილია იონებით ბროლის კვანძებში. თავად გისოსები შეიძლება იყოს სხვადასხვა გეომეტრიული ფორმის სივრცეში.

1. მოცულობა-ცენტრული კუბური გისოსი - ტუტე ლითონები.
2. ექვსკუთხა კომპაქტური სტრუქტურა - ყველა ტუტე დედამიწა ბარიუმის გარდა.
3. სახეზე ორიენტირებული კუბური - ალუმინი, სპილენძი, თუთია, მრავალი გარდამავალი ლითონი.
4. რომბოედრული სტრუქტურა – ვერცხლისწყალში.
5. ტეტრაგონალი - ინდიუმი.

რაც უფრო დაბალია იგი პერიოდულ სისტემაში, მით უფრო რთულია მისი შეფუთვა და ბროლის სივრცითი ორგანიზაცია. ამ შემთხვევაში, მეტალის ქიმიური ბმა, რომლის მაგალითების მოყვანაც შესაძლებელია თითოეული არსებული ლითონისთვის, გადამწყვეტია კრისტალის აგებაში. შენადნობებს აქვთ ძალიან მრავალფეროვანი ორგანიზაცია სივრცეში, რომელთაგან ზოგიერთი ჯერ კიდევ ბოლომდე არ არის გასაგები.

კომუნიკაციის მახასიათებლები: არამიმართული

კოვალენტურ და მეტალის ბმებს აქვთ ერთი ძალიან გამოხატული განმასხვავებელი თვისება. პირველისგან განსხვავებით, მეტალის ბმული არ არის მიმართული. Რას ნიშნავს? ანუ, კრისტალის შიგნით არსებული ელექტრონული ღრუბელი სრულიად თავისუფლად მოძრაობს თავის საზღვრებში სხვადასხვა მიმართულებით, თითოეულ ელექტრონს შეუძლია შეუერთდეს აბსოლუტურად ნებისმიერ იონს სტრუქტურის კვანძებში. ანუ ურთიერთქმედება ხორციელდება სხვადასხვა მიმართულებით. აქედან გამომდინარე, ისინი ამბობენ, რომ მეტალის ბმა არის არამიმართული.

კოვალენტური კავშირის მექანიზმი გულისხმობს საერთო ელექტრონული წყვილების, ანუ გადახურული ატომების ღრუბლების წარმოქმნას. უფრო მეტიც, ეს ხდება მკაცრად გარკვეული ხაზის გასწვრივ, რომელიც აკავშირებს მათ ცენტრებს. ამიტომ, ისინი საუბრობენ ასეთი კავშირის მიმართულებაზე.

გაჯერება

ეს მახასიათებელი ასახავს ატომების უნარს, ჰქონდეთ შეზღუდული ან შეუზღუდავი ურთიერთქმედება სხვებთან. ამრიგად, ამ ინდიკატორში კოვალენტური და მეტალის ბმები კვლავ საპირისპიროა.

პირველი გაჯერებადია. მის ფორმირებაში მონაწილე ატომებს აქვთ მკაცრად განსაზღვრული ვალენტური გარე ელექტრონების რაოდენობა, რომლებიც უშუალოდ მონაწილეობენ ნაერთის ფორმირებაში. მეტი ვიდრე არის, მას არ ექნება ელექტრონები. აქედან გამომდინარე, ჩამოყალიბებული ობლიგაციების რაოდენობა შეზღუდულია ვალენტურობით. აქედან გამომდინარეობს კავშირის გაჯერება. ამ მახასიათებლის გამო, ნაერთების უმეტესობას აქვს მუდმივი ქიმიური შემადგენლობა.

მეორეს მხრივ, მეტალის და წყალბადის ბმები არ არის გაჯერებული. ეს გამოწვეულია კრისტალის შიგნით უამრავი თავისუფალი ელექტრონისა და ორბიტალის არსებობით. იონები ასევე ასრულებენ როლს კრისტალური მედის კვანძებში, რომელთაგან თითოეული ნებისმიერ დროს შეიძლება გახდეს ატომი და ისევ იონი.

მეტალის ბმის კიდევ ერთი მახასიათებელია შიდა ელექტრონული ღრუბლის დელოკალიზაცია. იგი გამოიხატება მცირე რაოდენობის საერთო ელექტრონების უნარში, დააკავშიროს ლითონების მრავალი ატომური ბირთვი. ანუ, სიმკვრივე თითქოს დელოკალიზებულია, თანაბრად ნაწილდება ბროლის ყველა რგოლს შორის.

მეტალებში ბმის წარმოქმნის მაგალითები

მოდით შევხედოთ რამდენიმე კონკრეტულ ვარიანტს, რომლებიც ასახავს, ​​თუ როგორ იქმნება მეტალის ბმა. ნივთიერებების მაგალითები შემდეგია:

• თუთია;
• ალუმინის;
• კალიუმი;
• ქრომი.

თუთიის ატომებს შორის მეტალის ბმის ფორმირება: Zn 0 - 2e - ↔ Zn 2+. თუთიის ატომს აქვს ენერგიის ოთხი დონე. თავისუფალი ორბიტალები, ელექტრონულ სტრუქტურაზე დაყრდნობით, აქვს 15 - 3 p-ორბიტალებში, 5 4d-ში და 7 4f-ში. ელექტრონული სტრუქტურა ასეთია: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 0 4d 0 4f 0, ატომში არის 30 ელექტრონი. ანუ, ორ თავისუფალ ვალენტურ უარყოფით ნაწილაკს შეუძლია გადაადგილება 15 ფართო და დაუკავებელ ორბიტალში. ასეა ყველა ატომთან დაკავშირებით. შედეგი არის უზარმაზარი საერთო სივრცე, რომელიც შედგება ცარიელი ორბიტალებისგან და ელექტრონების მცირე რაოდენობით, რომლებიც აკავშირებს მთელ სტრუქტურას.

ლითონის კავშირი ალუმინის ატომებს შორის: AL 0 - e - ↔ AL 3+. ალუმინის ატომის ცამეტი ელექტრონი განლაგებულია სამ ენერგეტიკულ დონეზე, რაც მათ აშკარად ჭარბად აქვთ. ელექტრონული სტრუქტურა: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 3d 0 . თავისუფალი ორბიტალი - 7 ცალი. ცხადია, ელექტრონული ღრუბელი მცირე იქნება კრისტალში მთლიან შიდა თავისუფალ სივრცესთან შედარებით.

ქრომის ლითონის ბმული. ეს ელემენტი განსაკუთრებულია მისი ელექტრონული სტრუქტურით. მართლაც, სისტემის სტაბილიზაციისთვის ელექტრონი ეცემა 4s-დან 3d ორბიტალზე: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5 4p 0 4d 0 4f 0 . სულ 24 ელექტრონია, აქედან ექვსი ვალენტურია. სწორედ ისინი მიდიან საერთო ელექტრონულ სივრცეში ქიმიური ბმის შესაქმნელად. არის 15 თავისუფალი ორბიტალი, რაც ჯერ კიდევ გაცილებით მეტია ვიდრე საჭიროა შევსება. აქედან გამომდინარე, ქრომი ასევე არის ლითონის ტიპიური მაგალითი მოლეკულაში შესაბამისი ბმის მქონე.

ერთ-ერთი ყველაზე აქტიური ლითონი, რომელიც რეაგირებს თუნდაც ჩვეულებრივ წყალთან ანთებით, არის კალიუმი. რა ხსნის ამ თვისებებს? ისევ და ისევ, მრავალი თვალსაზრისით - მეტალის ტიპის კავშირი. ამ ელემენტს აქვს მხოლოდ 19 ელექტრონი, მაგრამ ისინი უკვე განლაგებულია 4 ენერგეტიკულ დონეზე. ანუ სხვადასხვა ქვედონეების 30 ორბიტალზე. ელექტრონული სტრუქტურა: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 0 4p 0 4d 0 4f 0 . მხოლოდ ორი ძალიან დაბალი იონიზაციის ენერგიით. თავისუფლად ჩამოდით და გადადით საერთო ელექტრონულ სივრცეში. ერთი ატომის გადასაადგილებლად არის 22 ორბიტალი, ანუ ძალიან დიდი თავისუფალი სივრცე „ელექტრონული აირის“თვის.

მსგავსება და განსხვავებები სხვა ტიპის ურთიერთობებთან

ზოგადად, ეს საკითხი უკვე განვიხილეთ ზემოთ. მხოლოდ განზოგადება და დასკვნის გაკეთება შეგვიძლია. ლითონის კრისტალების ძირითადი განმასხვავებელი ნიშნები ყველა სხვა ტიპის კომუნიკაციისგან არის:

• შეკავშირების პროცესში ჩართული რამდენიმე სახის ნაწილაკი (ატომები, იონები ან ატომ-იონები, ელექტრონები);
• კრისტალების განსხვავებული სივრცითი გეომეტრიული სტრუქტურა.

წყალბადის და იონური ბმებით, ლითონის ბმა არის უჯერი და არამიმართული. კოვალენტური პოლარით - ძლიერი ელექტროსტატიკური მიზიდულობა ნაწილაკებს შორის. იონურისგან განცალკევებით - ნაწილაკების ტიპი ბროლის ბადის კვანძებში (იონები). კოვალენტური არაპოლარული - ატომებით ბროლის კვანძებში.

ობლიგაციების სახეები აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობის ლითონებში

როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, მეტალის ქიმიური ბმა, რომლის მაგალითები მოცემულია სტატიაში, წარმოიქმნება ლითონებისა და მათი შენადნობების აგრეგაციის ორ მდგომარეობაში: მყარი და თხევადი.

ჩნდება კითხვა: რა ტიპის კავშირია ლითონის ორთქლებში? პასუხი: კოვალენტური პოლარული და არაპოლარული. როგორც ყველა ნაერთში, რომლებიც აირის სახითაა. ანუ ლითონის გახანგრძლივებული გაცხელებით და მისი მყარი მდგომარეობიდან თხევადში გადატანისას ბმები არ იშლება და კრისტალური სტრუქტურა შენარჩუნებულია. თუმცა, როდესაც საქმე ეხება სითხის ორთქლის მდგომარეობაში გადატანას, კრისტალი ნადგურდება და მეტალის ბმა გადაიქცევა კოვალენტად.

მასალის კლასიფიკაცია

ამჟამად, ყველა თანამედროვე მასალა მიღებულია შესაბამისად კლასიფიცირებული.

ტექნოლოგიაში ყველაზე მნიშვნელოვანია კლასიფიკაციების მიხედვით ფუნქციური და სტრუქტურულიმასალების ნიშნები.

მასალების კლასიფიკაციის მთავარი კრიტერიუმი სტრუქტურული მახასიათებლების მიხედვითარის აგრეგაციის მდგომარეობა, რომლის მიხედვითაც ისინი იყოფა შემდეგ ტიპებად: მყარი მასალები, სითხეები, აირები, პლაზმა.

მყარი მასალები, თავის მხრივ, იყოფა კრისტალურად და არაკრისტალურად.

კრისტალური მასალები შეიძლება დაიყოს ნაწილაკებს შორის კავშირის ტიპის მიხედვით: ატომური (კოვალენტური), იონური, მეტალის, მოლეკულური (ნახ. 2.1.).

კრისტალებში ატომებს (მოლეკულებს) შორის კავშირის სახეები

ატომი შედგება დადებითად დამუხტული ბირთვისგან და მის გარშემო მოძრავი ელექტრონებისგან (უარყოფითად დამუხტული). სტაციონარულ მდგომარეობაში მყოფი ატომი ელექტრული ნეიტრალურია. განასხვავებენ გარე (ვალენტურ) ელექტრონებს, რომელთა კავშირი ბირთვთან უმნიშვნელოა და შინაგანი - მტკიცედ არის დაკავშირებული ბირთვთან.

ბროლის გისოსის წარმოქმნა ხდება შემდეგნაირად. თხევადიდან კრისტალურ მდგომარეობაში გადასვლისას ატომებს შორის მანძილი მცირდება და მათ შორის ურთიერთქმედების ძალები იზრდება.

ატომებს შორის კავშირი ხორციელდება ელექტროსტატიკური ძალებით, ე.ი. ბუნებით, კავშირი ერთია - მას აქვს ელექტრული ბუნება, მაგრამ განსხვავებულად ვლინდება სხვადასხვა კრისტალებში. არსებობს ბმების შემდეგი სახეობები: იონური, კოვალენტური, პოლარული, მეტალის.

კოვალენტური ტიპის ბმა

კოვალენტური ბმა იქმნება საერთო ელექტრონული წყვილების გამო, რომლებიც წარმოიქმნება შეკრული ატომების გარსებში.

ის შეიძლება იყოს წარმოიქმნება ერთი და იგივე ელემენტის ატომებით და შემდეგ ის არაპოლარულია;მაგალითად, ასეთი კოვალენტური ბმა არსებობს ერთელემენტიანი აირების მოლეკულებში H 2, O 2, N 2, Cl 2 და ა.შ.

კოვალენტური ბმა შეიძლება იყოს წარმოიქმნება ქიმიური ბუნებით მსგავსი სხვადასხვა ელემენტების ატომებით და შემდეგ არის პოლარული;მაგალითად, ასეთი კოვალენტური ბმა არსებობს H 2 O, NF 3, CO 2 მოლეკულებში.

კოვალენტური ბმა იქმნება ელემენტების ატომებს შორის, რომლებსაც აქვთ ელექტროუარყოფითი ხასიათი.

ამ ტიპის ბმით, მეზობელი ატომების თავისუფალი ვალენტური ელექტრონების სოციალიზაცია ხორციელდება. რვა ელექტრონისაგან შემდგარი სტაბილური ვალენტური გარსის შეძენის მცდელობისას, ატომები გაერთიანდებიან მოლეკულებად, წარმოქმნიან ელექტრონების ერთ ან მეტ წყვილს, რომლებიც საერთო ხდება შემაერთებელი ატომებისთვის, ე.ი. არის ერთდროულად ორი ატომის ელექტრონული გარსის ნაწილი.

კოვალენტური კავშირის მქონე მასალები ძალიან მყიფეა, მაგრამ აქვთ მაღალი სიმტკიცე (ბრილიანტი). ეს არის, როგორც წესი, დიელექტრიკები ან ნახევარგამტარები (გერმანიუმი, სილიციუმი). ელექტრული მუხტები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული და თავისუფალი ელექტრონები არ არსებობს.

მარტივი აირების მოლეკულებში ატომები დაკავშირებულია კოვალენტური ბმით (H 2, Cl 2 და ა.შ.)

ერთადერთი ნივთიერება, რომელიც ადამიანისთვის ცნობილია ლითონისა და ნახშირბადის კოვალენტური კავშირის მაგალითით არის ციანოკობალამინი, რომელიც ცნობილია როგორც ვიტამინი B12.

იონური კრისტალები (NaCl)

იონური ბმაარის ქიმიური ბმა განათლებულიხარჯზე ელექტროსტატიკური მიზიდულობა კატიონებს შორისდა ანიონები.

ასეთი კრისტალების წარმოქმნა წარმოიქმნება ერთი ტიპის ატომების ელექტრონების სხვა ატომებზე Na-დან Cl-ზე გადასვლით. ატომი, რომელიც კარგავს ელექტრონს, ხდება დადებითად დამუხტული იონი, ხოლო ატომი, რომელიც იძენს ელექტრონს, ხდება უარყოფითი იონი. სხვადასხვა ნიშნის იონების მიახლოება ხდება მანამ, სანამ ბირთვისა და ელექტრონული გარსების მომგერიებელი ძალები არ დააბალანსებენ მიზიდულობის ძალებს. მინერალური დიელექტრიკების უმეტესობას და ზოგიერთ ორგანულ მასალას აქვს იონური ბმა. (NaCl, CsCl, CaF2.)

იონურად შეკრული მყარი ნივთიერებები უმეტეს შემთხვევაში მექანიკურად ძლიერია, ტემპერატურისადმი მდგრადია, მაგრამ ხშირად მტვრევადი. ამ ტიპის კავშირის მქონე მასალები არ გამოიყენება სტრუქტურულ მასალად.

ლითონის შეერთების ტიპი

მეტალებში ბმა ცალკეულ ატომებს შორის იქმნება დადებითად დამუხტული ბირთვების და კოლექტივიზებული ელექტრონების ურთიერთქმედების გამო, რომლებიც თავისუფლად მოძრაობენ ატომთაშორის სივრცეებში. ეს ელექტრონები ასრულებენ ცემენტის როლს, ატარებენ დადებით იონებს ერთად; წინააღმდეგ შემთხვევაში, გისოსი დაიშლებოდა იონებს შორის მომგერიებელი ძალების მოქმედებით. ამავდროულად, ელექტრონები ასევე იკავებენ იონებს ბროლის ბადეში და ვერ ტოვებენ მას. ასეთ კავშირს მეტალის ბმა ეწოდება.

თავისუფალი ელექტრონების არსებობა იწვევს ლითონის მაღალ ელექტრულ და თბოგამტარობას და ასევე არის ლითონების ბრწყინვალების მიზეზი. ლითონების დრეკადობა აიხსნება ატომების ცალკეული ფენების მოძრაობითა და სრინით.

პრაქტიკულად ნებისმიერ მასალაში არის არა ერთი, არამედ რამდენიმე ტიპის ბმა. მასალების თვისებები განისაზღვრება ატომებისა და მასალის ნივთიერების მოლეკულების ქიმიური ბმების უპირატესი ტიპებით.

ატომურ-კრისტალური მასალებისგან, რომელთა სტრუქტურაში დომინირებს კოვალენტური ბმებიტექნოლოგიაში უდიდესი მნიშვნელობა აქვს ნახშირბადის და ნახევარგამტარული მასალების პოლიმორფულ მოდიფიკაციას ელემენტების პერიოდული სისტემის IV ჯგუფის ელემენტებზე დაფუძნებული. პირველის ტიპიური წარმომადგენლები არიან ბრილიანტი და გრაფიტი - ნახშირბადის ყველაზე გავრცელებული და სტაბილური მოდიფიკაცია დედამიწის ქერქში ფენიანი სტრუქტურით. ნახევარგამტარული კრისტალური გერმანიუმი და სილიციუმი ნახევარგამტარული ელექტრონიკის ძირითადი მასალებია.

დიდი ინტერესია კოვალენტური კავშირის მქონე ზოგიერთი ნაერთები, როგორიცაა Fe 3 C, SiO, AlN - ეს ნაერთები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ტექნიკურ შენადნობებში.

დიდ კოლექციაში იონ-კრისტალიმასალებს, რომლებსაც აქვთ ბროლის სტრუქტურა იონური ბმებით, მოიცავს ლითონის ოქსიდებს (ლითონების ნაერთებს ჟანგბადთან), რომლებიც წარმოადგენს ყველაზე მნიშვნელოვანი მადნების კომპონენტებს, ტექნოლოგიურ დანამატებს ლითონების დნობისას, აგრეთვე ლითონებისა და არამეტალების ქიმიურ ნაერთებს (ბორი). , ნახშირბადი, აზოტი), რომლებიც გამოიყენება შენადნობის კომპონენტებად.

ბმის მეტალის ტიპი დამახასიათებელია პერიოდული ცხრილის 80-ზე მეტი ელემენტისთვის.

რომ კრისტალური მყარიასევე შეიძლება მიეკუთვნებოდეს სტრუქტურის მქონე მასალები მოლეკულური კრისტალები, რომელიც დამახასიათებელია მრავალი პოლიმერული მასალისთვის, რომელთა მოლეკულები შედგება დიდი რაოდენობით განმეორებადი ერთეულებისგან. ეს არის ბიოპოლიმერები - მაღალმოლეკულური ბუნებრივი ნაერთები და მათი წარმოებულები (ხის ჩათვლით); მარტივი ორგანული ნაერთებისგან მიღებული სინთეზური პოლიმერები, რომელთა მოლეკულებს აქვთ არაორგანული ძირითადი ჯაჭვები და არ შეიცავს ორგანულ გვერდით ჯგუფებს. არაორგანული პოლიმერები მოიცავს სილიკატებს და ბაინდერებს. ბუნებრივი სილიკატები არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ქანების წარმომქმნელი მინერალების კლასი, რომლებიც შეადგენენ დედამიწის ქერქის მასის დაახლოებით 80%-ს. არაორგანულ შემკვრელებს მიეკუთვნება ცემენტი, თაბაშირი, ცაცხვი და სხვა. ინერტული აირების მოლეკულური კრისტალები - პერიოდული სისტემის VIII ჯგუფის ელემენტები - აორთქლდება დაბალ ტემპერატურაზე თხევად მდგომარეობაში გადასვლის გარეშე. ისინი პოულობენ გამოყენებას კრიოელექტრონიკაში, რომელიც ეწევა ელექტრონული მოწყობილობების შექმნას იმ მოვლენებზე დაყრდნობით, რომლებიც ხდება მყარ სხეულებში კრიოგენურ ტემპერატურაზე.

ბრინჯი. 1.2. ატომების განლაგება კრისტალურ (ა) და ამორფულ (ბ) მატერიაში

მეორე კლასის მასალებია არაკრისტალური მყარი მასალები. მოწესრიგებულობისა და სტრუქტურის მდგრადობის მიხედვით ისინი იყოფა ამორფულ, მინისებურ და ნახევრად მოწესრიგებულ მდგომარეობაში არამინიანებად.

ამორფული მასალების ტიპიური წარმომადგენლები არიან ამორფული ნახევარგამტარები, ამორფული ლითონები და შენადნობები.

ჯგუფს მინისებრიმასალებს მოიცავს: უამრავ ორგანულ პოლიმერს (პოლიმეთილის აკრილატი 105 ° C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე, პოლივინილ ქლორიდი - 82 ° C-ზე დაბლა და სხვა); ბევრი არაორგანული მასალა - არაორგანული მინა, რომელიც დაფუძნებულია სილიციუმის, ბორის, ალუმინის, ფოსფორის და ა.შ. ოქსიდებზე; ქვის ჩამოსხმის მრავალი მასალა - ბაზალტები და დიაბაზები მინის სტრუქტურით, მეტალურგიული წიდები, ბუნებრივი კარბონატები კუნძულოვანი და ჯაჭვის სტრუქტურით (დოლომიტი, მერგელი, მარმარილო და სხვ.).

არამინის, ნახევრად მოწესრიგებულ მდგომარეობაში არის ჟელეები (სტრუქტურირებული პოლიმერულ-გამხსნელი სისტემები, რომლებიც წარმოიქმნება პოლიმერული ხსნარების გამაგრების ან მყარი პოლიმერების შეშუპების დროს), ბევრი სინთეზური პოლიმერი მაღალ ელასტიურ მდგომარეობაში, რეზინები და რეზინები, უმეტესობა. ბიოპოლიმერებზე დაფუძნებული მასალები, მათ შორის ტექსტილისა და ტყავის მასალები, ასევე ორგანული შემკვრელები - ბიტუმი, ტარი, ქვევრი და ა.შ.

ფუნქციის მიხედვითტექნიკური მასალები იყოფა შემდეგ ჯგუფებად.

Სამშენებლო მასალები - მყარი მასალები, რომლებიც განკუთვნილია მექანიკური სტრესის ქვეშ მყოფი პროდუქტების წარმოებისთვის. მათ უნდა ჰქონდეთ მექანიკური თვისებების ნაკრები, რომელიც უზრუნველყოფს პროდუქციის საჭირო შესრულებას და მომსახურების ხანგრძლივობას სამუშაო გარემოს, ტემპერატურისა და სხვა ფაქტორების ზემოქმედებისას.

ბრინჯი. 1.1. მყარი კრისტალური მასალების კლასიფიკაცია სტრუქტურული მახასიათებლების მიხედვით

ამავდროულად, მათზე დაწესებულია ტექნოლოგიური მოთხოვნები, რომლებიც განსაზღვრავენ ყველაზე ნაკლებ შრომატევადობას ნაწილებისა და სტრუქტურების წარმოებაში და ეკონომიკურს, რაც დაკავშირებულია მასალის ღირებულებასთან და ხელმისაწვდომობასთან, რაც ძალიან მნიშვნელოვანია მასობრივ წარმოებაში. სტრუქტურულ მასალებს მიეკუთვნება ლითონები, სილიკატები და კერამიკა, პოლიმერები, რეზინი, ხე და მრავალი კომპოზიციური მასალა.

ელექტრო მასალებიხასიათდება სპეციალური ელექტრული და მაგნიტური თვისებებით და განკუთვნილია ელექტროენერგიის წარმოებისთვის, გადაცემის, გარდაქმნისა და მოხმარებისთვის გამოყენებული პროდუქტების დასამზადებლად. მათ შორისაა მაგნიტური მასალები, გამტარები, ნახევარგამტარები და დიელექტრიკები მყარ თხევად და აირისებრ ფაზებში.

ტრიბოლოგიური მასალებიგანკუთვნილია ხახუნის ერთეულებში გამოსაყენებლად, ხახუნისა და აცვიათ პარამეტრების გასაკონტროლებლად, რათა უზრუნველყონ ამ დანაყოფების განსაზღვრული შესრულება და რესურსი. ასეთი მასალების ძირითადი ტიპებია საპოხი, ანტიფრიქციული და ხახუნი. პირველი მოიცავს საპოხი მასალებს მყარში (გრაფიტი, ტალკი, მოლიბდენის დისულფიდი და ა.შ.), თხევადი (საპოხი ზეთები) და აირისებრი ფაზები (ჰაერი, ნახშირწყალბადების ორთქლები და სხვა აირები). ანტიფრიქციული მასალების მთლიანობაში შედის ფერადი ლითონის შენადნობები (ბაბიტები , ბრინჯაოები და ა.შ.), ნაცრისფერი თუჯი, პლასტმასი (ტექსტოლიტი, ფტორპლასტიკაზე დაფუძნებული მასალები და ა.შ.), კერმეტიანი კომპოზიციური მასალები (ბრინჯაოს გრაფიტი, რკინის გრაფიტი და ა.შ.), ხის ზოგიერთი სახეობა და ხის ლამინირებული პლასტმასი, რეზინი, ბევრი კომპოზიტი ხახუნის მასალებს აქვთ ხახუნის მაღალი კოეფიციენტი და მაღალი აცვიათ წინააღმდეგობა.

ხელსაწყოს მასალებიგამოირჩევიან მაღალი სიმტკიცით, აცვიათ გამძლეობითა და სიმტკიცით, განკუთვნილია საჭრელი, საზომი, ლითონის სამუშაოების და სხვა იარაღების დასამზადებლად. ეს მოიცავს მასალებს, როგორიცაა ხელსაწყოების ფოლადი და მყარი შენადნობები, ბრილიანტი და ზოგიერთი სახის კერამიკული მასალა და მრავალი კომპოზიციური მასალა.

სამუშაო ორგანოები - აირისებრი და თხევადი მასალები, რომელთა დახმარებით ენერგია გარდაიქმნება მექანიკურ სამუშაოდ, სიცივეში, სითბოში. სამუშაო სითხეებია წყლის ორთქლი ორთქლის ძრავებში და ტურბინებში; ამიაკი, ნახშირორჟანგი, ფრეონი და სხვა მაცივრები მაცივრებში; ჰიდრავლიკური ზეთები; ჰაერი პნევმატურ ძრავებში; ორგანული საწვავის წვის აირისებრი პროდუქტები გაზის ტურბინებში, შიდა წვის ძრავებში.

Საწვავი - აალებადი მასალები, რომელთა ძირითადი ნაწილია ნახშირბადი, გამოიყენება მათი დაწვით თერმული ენერგიის მისაღებად. წარმოშობის მიხედვით საწვავი იყოფა ბუნებრივ (ნავთობი, ქვანახშირი, ბუნებრივი აირი, ნავთობის ფიქალი, ტორფი, ხე) და ხელოვნურად (კოქსი, საავტომობილო საწვავი, გენერატორის აირები და სხვ.); მანქანების ტიპების მიხედვით, რომელშიც იწვება - რაკეტისთვის, ძრავისთვის, ატომურისთვის, ტურბინისთვის და ა.შ.