Строение и свойства вещества
Другие рефераты
Министерство путей сообщения
Российской Федерации
Дальневосточный Государственный Университет путей сообщения
КАФЕДРА
«Химия»
Курсовой проект
на тему:
«Строение и свойства вещества»
К.П. 1001. 1. 615
Выполнил: Глухих П.А.
Проверил: Рапопорт Т.В.
г. Хабаровск
1999
Цель занятия: изучить свойства веществ в твёрдом состоянии,
рассмотреть типы кристаллических решёток, сущность явления проводимости.
1. Характеристика вещёства в твёрдом состоянии.
Твёрдые вещества характеризуются следующими показателями: расстояния
между частицами (атомами, молекулами) соизмеримы с их размерами,
потенциальная энергия частиц значительно превосходит кинетическую, частицы
находятся в тепловом колебательном движении.
Твёрдые вещества делятся на аморфные и кристаллические.
Таблица 1.1
Общая характеристика аморфных и кристаллических веществ
|Аморфное состояние |Кристаллическое состояние |
|(стеклообразное) | |
|Ближний порядок расположения |Дальний порядок расположения частиц |
|частиц |Анизотропность физических свойств |
| |Конкретная температура плавления и |
|Изотропность физических свойств |кристаллизации |
|Отсутствие конкретной точки |Термодинамическая устойчивость (малый |
|плавления |запас внутренней энергии) |
|Термодинамическая нестабильность |Обладают элементами симметрии |
|(большой запас внутренней |Примеры: углерод (алмаз, графит), |
|энергии) |твёрдые соли, металлы, сплавы. |
|Текучесть | |
|Примеры: органические полимеры – | |
|стекло, вар, янтарь и т.д. | |
Геометрическая форма кристалла – это следствие его внутреннего
строения, которое характеризуется определённым расположением частиц в
пространстве, обуславливающим структуру и свойства данного кристалла
(пространственная кристаллическая решётка).
Основные параметры кристаллических решёток описаны в таблице 1.2
Таблица 1.2
Параметры кристаллической решётки (к.р.)
|Параметры |Определения |
|1. Энергия |Энергия, которая выделяется при образовании 1моль |
|кристаллической |кристалла из микрочастиц (атомов, молекул, ионов), |
|решётки, кДж/моль |находящихся в газообразном состоянии и удалённых |
| |друг от друга на расстояние, исключающее их |
| |взаимодействие |
|2. Константа к.р. |Наименьшее расстояние между центрами 2-х частиц в |
|(d,[Ao]) |кристалле, соединённых химической связью |
| |Число частиц, окружающих в пространстве центральную |
|3.Координационное |частицу, связанных с ней химической связью |
|число | |
В зависимости от вида частиц, находящихся в узлах кристаллической
решётки и типа связи между ними, кристаллы бывают различных типов (см.
табл. 1.3).
Таблица 1.3
Типы кристаллов и их свойства
|Тип |Вид |Тип связи |Основные свойства |Примеры веществ |
|кристалла|частиц в|между |кристаллов | |
|(по типу |узлах |частицами | | |
|хим. |к.р. | | | |
|связи) | | | | |
|Молекуляр|Неполярн|Межмолекул|Низкая |Твёрдые галогены, |
|ные |ые или |ярные |теплопроводность и|СН4, Н2, СО2(кр.), |
| |полярные|силы; |электропроводимост|Н2О (кр), N2(кр.) |
| |молекулы|водородные|ь, низкая | |
| | |связи |химическая | |
| | | |прочность и темп. | |
| | | |плавл.; высокая | |
| | | |летучесть | |
|Ковалентн|Атомы |Ковалентны|Высокая |Кристаллы простых и |
|ые |одного |е связи |температура |сложных веществ |
|(атомные)|или | |плавл., твёрдость |элементов 3-й и 4-й |
| |разных | |и механ. |групп главных подгр.|
| |элементо| |Прочность; широкий| |
| |в | |диапазон |Салм, Si, Ge, Snc, |
| | | |электропроводности|SiC, AlN, BN и др. |
| | | |: от изоляторов | |
| | | |(алмаз) и | |
| | | |полупроводников | |
| | | |(Ge, Si) до | |
| | | |электронных | |
| | | |проводников (Sn) | |
|Ионные |Простые |Ионная св.|Промежуточное |NaCl, CaF2, LiNO3, |
| |и сложн.|– |положение между |CaO и др. |
| |ионы |электроста|молекулярными и | |
| | |тическое |ковалентными | |
| | |взаимодейс|кристаллами; как | |
| | |твие |правило, хор. | |
| | | |растворимы в | |
| | | |полярн. расторит.;| |
| | | |диэлектрики | |
|Металличе|Атомы и |Металличес|Ковки, пластичны; |Чистые металлы и |
|ские |ионы |кая связь |высокие тепло- и |сплавы |
| |металлов| |электропроводимост| |
| | | |ь непрозрачность, | |
| | | |металич. блеск | |
1.2. Кристаллические проводники, полупроводники, изоляторы. Зонная
теория кристаллов.
Все известные кристаллические вещества по величине электропроводимости
подразделяются на три класса: проводники, диэлектрики (изоляторы),
полупроводники (таблица 1.4).
Таблица 1.4.
Деление кристаллических веществ по величине электропроводимости
|Класс |Электро| | |
|кристалл|проводн|Общая характеристика |Примеры |
|ич. |ость | | |
|Вещества| | | |
|Проводни| |Вещества с металлической |Fe, Al, Ag, Cu и |
|ки 1-го | |кристаллической решёткой, |др. |
|рода | |характеризующейся наличием | |
| | |“переносчиков тока” – | |
| | |свободно-перемещающихся электронов| |
|Диэлектр| | |Салмаз, слюда, |
|ики | | |органич. Полимеры,|
| | |Вещества с атомной, молекулярной и|оксиды и др. |
| | |реже ионной решёткой, обладающие |Si, Ge, B, серое |
|Полупров| |большой энергией связи между |олово и др. |
|одники | |частицами | |
| | | | |
| | |Вещества с атомной или реже ионной| |
| | |решёткой, обладающие более слабой | |
| | |энергией связи между частицами, | |
| | |чем изоляторы; с ростом | |
| | |температуры электропроводимость | |
| | |растет | |
Различие в величине электропроводимости металлов, полупроводников и
диэлектриков объясняет зонная теория строения твёрдого тела, основные
положения которой сводятся к следующему. При образовании кристалла из
одиночных атомов происходит перекрытие атомных орбиталей (АО) близких
энергий и образование молекулярных орбиталей (МО), число которых равно
общему числу перекрывающихся АО.
С ростом числа взаимодействующих атомов в кристалле растет число
разрешённых молекулярных энергетических уровней, а энергетический порог
между ними уменьшается. Образуется непрерывная энергетическая зона, в
которой переход электронов с более низкого энергетическо
| |  скачать работу |
Другие рефераты
|
