Какие бывают решетки: Типы кристаллических решёток — урок. Химия, 8 класс.

Содержание

Кристаллическая решетка — что это? Типы и свойства

Поможем понять и полюбить химию

Начать учиться

У каждого вещества есть набор физических свойств. Например, соли легко растворяются в воде и проводят электрический ток, а металлы имеют характерный блеск и ковкость. Такие характеристики зависят от строения вещества — от его кристаллической решетки. В этом материале мы расскажем о видах кристаллических решеток и о том, какие свойства придает веществу каждая из них.

Что такое кристаллическая решетка

Как известно, все вещества состоят из частиц — атомов, которые могут располагаться хаотично или в определенном порядке. У аморфных веществ частицы расположены беспорядочно, а у кристаллических они образуют определенную структуру. Эта структура называется кристаллической решеткой. Она определяет такие характеристики вещества, как твердость, хрупкость, температура кипения и/или плавления, пластичность, растворимость, электропроводность и т. д.

Кристаллическая решетка — это внутренняя структура кристалла, порядок взаимного расположения атомов, ионов или молекул. Точки, в которых находятся эти частицы, называются узлами решетки.

Частицы удерживаются на своих местах благодаря химическим связям между ними. В зависимости от того, какой вид связи удерживает атомы или ионы данного вещества, в химии выделяют основные типы кристаллических решеток:

атомная (ковалентные связи),
молекулярная (ковалентные связи и притяжение между молекулами),
металлическая (металлические связи),
ионная (ионные связи).

Важно!

Не путайте эти два понятия — кристаллическая решетка и химическая связь. Тип решетки говорит о том, как расположены атомы/ионы в молекуле вещества, а тип связи — по какому принципу они между собой взаимодействуют.

Твоя пятёрка по английскому.

С подробными решениями домашки от Skysmart

Атомная кристаллическая решетка

Согласно своему названию, атомная кристаллическая решетка — это структура, в узлах которой расположены атомы. Они взаимодействуют с помощью ковалентных связей, то есть один атом отдает другому свободный электрон или же электроны из разных атомов образуют общую пару. В кристаллах с атомной решеткой частицы прочно связаны, что обуславливает ряд физических характеристик.

Свойства веществ с атомной решеткой:

прочность,
твердость,
неспособность к растворению в воде,
высокая температура кипения и плавления.

К примеру, атомную кристаллическую решетку имеет алмаз — самый твердый минерал в мире.

Другие примеры: германий Ge, кремний Si, нитрид бора BN, карборунд SiC.

Лайфхак

Если нужно рассказать о свойствах веществ с атомной кристаллической решеткой, достаточно вспомнить песок и перечислить его характеристики.

Молекулярная кристаллическая решетка

Как и в предыдущей группе, в этой находятся вещества с ковалентными связями между атомами. Но физические характеристики этих веществ совершенно иные — они легко плавятся, превращаются в жидкость, растворяются в воде. Почему так происходит? Все дело в том, что здесь кристаллы строятся не из атомов, а из молекул.

Молекулярная кристаллическая решетка — это структура, в узлах которой находятся не атомы, а молекулы.

Внутри молекул атомы имеют прочные ковалентные связи, но сами молекулы связаны между собой слабо. Поэтому кристаллы таких веществ непрочные и легко распадаются.

Молекулярная кристаллическая решетка характерна для воды. При комнатной температуре это жидкость, но стоит нагреть ее до температуры кипения (которая сравнительно низка), как она тут же начинает превращаться в пар, т. е. переходит в газообразное состояние.

Некоторые молекулярные вещества — например, сухой лед CO₂, способны преобразоваться в газ сразу из твердого состояния, минуя жидкое (данный процесс называется возгонкой).

Свойства молекулярных веществ:

небольшая твердость;
низкая прочность;
легкоплавкость;
летучесть;
у некоторых — наличие запаха.

Помимо воды к веществам с молекулярной кристаллической решеткой относятся аммиак NH₃, гелий He, радон Rn, йод I, азот N₂ и другие. Все благородные газы — молекулярные вещества. Также к этой группе принадлежит и большинство органических соединений (например, сахар).

Ионная кристаллическая решетка

Как известно, при ионной химической связи один атом отдает другому ионы и приобретает положительный заряд, в то время как принимающий атом заряжается отрицательно. В итоге появляются разноименно заряженные ионы, из которых и состоит структура кристалла.

Ионная решетка — это кристаллическая структура, в узловых точках которой находятся ионы, связанные взаимным притяжением.

Ионную кристаллическую решетку имеют практически все соли, типичным представителем можно считать поваренную соль NaCl. О ней стоит вспомнить, если нужно перечислить физические характеристики этой группы. Также ионную решетку имеют щелочи и оксиды активных металлов.

Свойства веществ с ионной структурой:

Примеры веществ с ионной кристаллической решеткой: оксид кальция CaO, оксид магния MgO, хлорид аммония NH₄Cl, хлорид магния MgCl₂, оксид лития Li₂O и другие.

Металлическая кристаллическая решетка

Для начала вспомним, как проходит металлическая химическая связь. В молекуле металла свободные отрицательно заряженные электроны перемещаются от одного иона к другому и соединяются с некоторыми из них, а после отрываются и мигрируют дальше. В результате получается кристалл, в котором ионы превращаются в атомы и наоборот.

Металлическая кристаллическая решетка — это структура, которая состоит из ионов и атомов металла, а между ними свободно передвигаются электроны. Как несложно догадаться, она характерна лишь для металлов и сплавов.

Свободные электроны, мигрирующие между узлами решетки, образуют электронное облако, которое под воздействием электротока приходит в направленное движение. Это объясняет такое свойство металлов, как электрическая проводимость.

В химии типичным примером вещества, которое имеет металлическую кристаллическую решетку, считается медь. Она очень ковкая, пластичная, имеет высокую тепло- и электропроводность. Впрочем, все металлы ярко демонстрируют эти характеристики, поэтому назвать физические свойства данной группы несложно.

Свойства веществ с металлической кристаллической решеткой:

При этом температура плавления веществ может существенно различаться. Например, у ртути это −38,9°С, а у бериллия целых +1287°С.

Подведем итог: о характеристиках разных типов кристаллических решеток расскажет таблица.

Тип решетки	Частицы в узлах решетки	Тип связи между частицами	Примеры веществ	Физические свойства веществ
Атомная	Атомы	Ковалентная связь	Твердые неметаллы: графит, кремний, бор, германий и другие.	При обычных условиях прочные и твердые, тугоплавкие, нерастворимые в воде, нелетучие.
Молекулярная	Молекулы	Силы притяжения между молекулами	Вещества, образующие маленькие молекулы (CO₂, Cl₂, H₂O), благородные газы, органические вещества.	При обычные условиях — газы или жидкости. Легкоплавкие, летучие, некоторые способны к возгонке.
Ионная	Ионы	Ионная связь	Соли, большая часть органических соединений, оксиды, щелочи.	Твердые, тугоплавкие, хрупкие, нелетучие, растворимы в воде, способны проводить электроток.
Металлическая	Атомы и ионы	Металлическая связь	Все металлы и сплавы.	Твердые (кроме ртути), ковкие, имеют блеск, отличаются теплопроводностью, электропроводностью.

Строение и агрегатное состояние веществ

Выделяют три агрегатных состояния: твердое тело, жидкость и газ. Каждое из них предполагает определенное расположение частиц. Ниже мы расскажем подробнее, как связаны в химии кристаллическая решетка и агрегатное состояние вещества, а пока осветим общие закономерности.

Если частицы хаотично движутся, а расстояние между ними многократно превышает их собственные размеры — это газ. За счет большой удаленности друг от друга молекулы и атомы в таком веществе слабо взаимодействуют между собой.
Если частицы расположены все так же беспорядочно, но на небольшом расстоянии друг от друга — это жидкость. В жидком состоянии вещества его молекулы и атомы имеют более прочные связи, которые сложнее разорвать.
Если частицы собраны близко друг к другу и в определенном порядке — это твердое тело. В таком состоянии связи между ними наиболее прочны. Частицы могут двигаться только в пределах своего расположения и почти не перемещаются в пространстве.

Большинство веществ могут находиться и в твердом, и в жидком, и газообразном состоянии, а в зависимости от давления и температуры легко переходить из одного в другое. Типичный пример — вода, которая при нагревании превращается в пар, а при остывании становится твердым льдом.

Как определить кристаллическую решетку

Как понятно из предыдущего материала, строение вещества, его состав и физические характеристики тесно связаны. Поэтому для определения вида кристаллической решетки можно руководствоваться теми данными, которые у нас есть. Как правило, известен состав вещества, а значит, мы можем сделать вывод о химических связях внутри его молекулы, что позволит в свою очередь предположить тип решетки.

Также можно провести быстрый анализ:

если это неметалл, который при комнатной температуре представляет собой твердое тело — скорее всего он имеет атомную решетку;
если в обычных условиях это жидкость или газ либо речь об органическом веществе — предполагаем молекулярную решетку;
если это соль либо щелочь — кристаллы имеют ионную решетку;
если это металл или сплав — решетка точно будет металлической.

Вопросы для самопроверки:

Назовите виды кристаллических решеток.
Чем отличается кристаллическая решетка от химической связи?
Назовите примеры веществ с металлической кристаллической решеткой, с ионной, атомной и молекулярной.
Выберите лишнее вещество: молекулярную кристаллическую решетку имеет вода, поваренная соль, аргон, криптон.
Какое строение вещества придает ему высокую электропроводность?
Какое строение кристалла может придать веществу способность к возгонке?

Яна Кононенко

К предыдущей статье

193.2K

Химическая связь

К следующей статье

Массовая доля

Получите план обучения, который поможет понять и полюбить химию

На вводном уроке с методистом

Выявим пробелы в знаниях и дадим советы по обучению
Расскажем, как проходят занятия
Подберём курс

Типы и виды решеток на окна

Виды решеток:

По способу открывания
По форме
По месту установки
По способу монтажа
По способу изготовления
По назначению

Решётки на окна очень востребованы, и производители научились изготавливать решётки разных типов, чтобы они идеально подходили к разным окнам, разным зданиям и разным условиям эксплуатации.

Конструкцию любого типа можно заказать на заводе «Двери Про». Мастера завода посоветуют оптимальный тип модели и способ монтажа.

По способу открывания

Глухие	наглухо монтируются в стену и не допускают открывания. Они считаются наиболее надёжными, но мешают покинуть здание через оконный проём в случае пожара
Открывающиеся	допускают открывание створок в случае необходимости. Они считаются менее надёжными, чем глухие, но облегчают эвакуацию в случае чрезвычайной ситуации
Складные	также допускают открывание, но не распахиваются, а складываются гармошкой. Конструкция требует регулярной смазки клёпочных соединений. Плюсом можно назвать возможность сделать решётку почти незаметной в открытом состоянии
Раздвижные	открываются раздвиганием створок в стороны. Это очень удобно, когда места для распахивания створок в помещении нет. Обычно раздвижные модели устанавливаются внутри здания
Запирающиеся	конструкции, запирающиеся на замки и открывающиеся изнутри. Любые модели, допускающие открывание створок, можно назвать запирающимися. Устанавливают такие решетки на балкон и на окна

Наша компания производит следующие типы решеток:
глухие решетки (сварные и кованые).
решетки с французским изгибом (сварные и кованые).
открывающиеся решетки (сварные и кованые).
распашные решетки с двумя створками (сварные и кованые).
Опционально для открывающихся решеток мы можем установить замок замок «САМ» 731.
В нашем каталоге представлены эскизы рисунков, цены, дополнительные услуги. Переходите в Каталог решеток на окна».

По форме

Простые плоские решётки устанавливаются параллельно окну на небольшом расстоянии от него.
Выпуклые решётки могут иметь форму бочонка или другую выпуклую форму. Удобны на округлых зданиях и зданиях с башнями. Допускают установку кормушек, объёмных градусников или других предметов между окном и изделием.
Дутые решётки для цветов имеют французский изгиб в нижней части, который может служить опорой для горшков с цветами. Это становится дополнительным украшением экстерьера и удобно в быту.
Решётки для подоконника имеют выпуклость для подоконника в нижней части и монтируются под подоконником. Это позволяет использовать полезное место на подоконнике.

По месту установки

Внутренние решетки монтируются на окна с внутренней стороны здания. Их удобнее открывать в экстренной ситуации.
Наружные решетки устанавливаются снаружи перед окном. Являются элементом декора здания и защитой от злоумышленников.

По способу монтажа

Накладные модели устанавливаются наложением на оконный проём, слегка перекрывая его. Решётки на пластиковые окна обычно устанавливаются таким способом для того, чтобы не повредить пластик сваркой. Накладные решётки для дачи хороши для деревянных домов.
Съёмные крепятся болтами, возможно откручивание болтов и снятие металлоконструкций. Легкосъёмные изделия рекомендованы правилами пожарной безопасности.
Решётки, приваренные к анкерам в торцах оконного проёма, считаются самыми взломостойкими.

По способу изготовления

Сварные решетки на окна – металлоконструкции, в которых все элементы соединены между собой сваркой. Это недорогой и удобный вариант.
Кованые решетки изготавливаются методом ковки металла. Считаются наиболее прочными и красивыми. Ковка позволяет создать эксклюзивный дизайн.

По назначению

Декоративные решётки украшают здание снаружи, но слабо защищают его от взлома.
Антивандальные решётки призваны защищать здание от проникновения злоумышленников через оконные проёмы.

Что такое решетка? — Определение из Corrosionpedia

Последнее обновление: 6 августа 2020 г.

Что означает решетка?

Решетка представляет собой набор точек, расположенных в определенном порядке. Структура кристаллической решетки похожа на решетку, но вместо точек она состоит из ряда атомов. Кристаллическая решетка обычно имеет некоторую симметричную геометрическую форму, каждая вершина которой представляет собой атом.

Многие твердые тела имеют решетчатую структуру, потому что полная межмолекулярная энергия является самой низкой, когда атомы расположены в этих типах геометрических форм.

Corrosionpedia Explains Решетка

Существует множество различных типов решетчатых образований, которые может иметь кристаллическая структура, в том числе:

Гранецентрированная кубическая решетка — обычная решетчатая структура для меди, серебра, платины, никеля и алюминия.
Объемно-центрированная кубическая структура является общей структурой решетки для тантала, железа, хрома и молибдена.
Гексагональные плотноупакованные решетчатые структуры можно найти в магнии, кобальте, цинке и титане.
Тетрагональная решетчатая структура встречается в некоторых типах стали.

Сталь — это материал, который может иметь различные типы структур кристаллической решетки. В некоторых формах при комнатной температуре он имеет объемно-центрированную кубическую структуру. При нагревании до определенной температуры его кристаллическая структура превращается в гранецентрированную кубическую форму. Если его быстро охладить из нагретого состояния и если он имеет большое количество углерода в своем химическом составе, то он будет иметь объемно-центрированную тетрагональную кристаллическую решетку.

Соли также имеют решетчатую структуру.

Поделись этим термином

Связанные термины

Кристаллизация
Гранецентрированный куб
Объемно-центрированный куб
Кристаллический
Металлоид

Растворимые соли
Твиннинг
Выпечка
Решетчатая ферма

Связанное Чтение

6 способов измерения вязкости жидкости
6 испытаний для измерения прочности материала
Влияние коррозии на прочность на растяжение и пластичность материала
5 способов измерения твердости материалов
Введение в серию Galvanic: гальваническая совместимость и коррозия
Электрохимия коррозии: 6 электрохимических реакций, участвующих в коррозии

Актуальные статьи

Покрытия

5 наиболее распространенных типов металлических покрытий, о которых должен знать каждый

Покрытия

8 вещей, которые нужно знать о покрытиях из полимочевины

Защита от коррозии

Введение в серию Galvanic: гальваническая совместимость и коррозия

Новости отрасли

5 Наиболее распространенные факторы, влияющие на коррозию

Кристаллические решетки и элементарная ячейка

«Кристаллическая решетка» представляет собой структуру, образованную точками и используемую для представления положений этих повторяющихся структурных элементов. Периодическая структура идеального кристалла легче всего описывается решеткой. Кристаллическая решетка представляет собой совокупность точек в углах всех элементарных ячеек кристаллической структуры.

Что такое кристаллическая решетка?

Кристаллическая решетка представляет собой симметричное трехмерное структурное расположение атомов, ионов или молекул (составляющих частиц) внутри кристаллического твердого тела в виде точек. Его можно определить как геометрическое расположение атомов, ионов или молекул кристаллического тела в виде точек в пространстве.

Характеристики кристаллической решетки

В кристаллической решетке каждый атом, молекула или ион (составляющая частица) представлен одной точкой.
Эти точки называются узлом решетки или точкой решетки.
Узлы или точки решетки соединены прямой линией в кристаллической решетке.
Когда мы соединяем эти прямые линии, мы можем получить трехмерное изображение структуры. Это трехмерное устройство называется кристаллической решеткой, также известной как решетки Браве.

Единичная ячейка

Элементарная ячейка — это наименьшая часть (часть) кристаллической решетки. Это простейшая повторяющаяся единица в кристаллической структуре. Вся решетка создается повторением элементарной ячейки в разных направлениях.

1. Параметры элементарной ячейки

Существует шесть параметров элементарной ячейки. Это 3 ребра, которые равны a, b, c, и углы между ребрами, которые равны α, β, γ. Края элементарной ячейки могут быть или не быть перпендикулярными друг другу.

2. Типы элементарных ячеек

1. Элементарные элементарные ячейки

Когда составляющие частицы занимают только угловые положения, это известно как примитивные элементарные ячейки. Примитивная ячейка образована составляющими частицами, когда эффективное число атомов элементарной ячейки равно единице.

2. Центральные ячейки

Когда составляющие частицы занимают другие положения помимо тех, которые находятся в углах, это известно как центрированная элементарная ячейка. Существует 3 типа центрированных элементарных ячеек:

Body Centered: Когда составная частица находится в центре тела, она известна как Body Centered Unit.
Face Centered: Когда составляющая частица находится в центре каждой грани, это называется Face Centered Unit.
End Centered: Когда составляющая частица находится в центре двух противоположных граней, она называется элементарной ячейкой, центрированной по краю.

Часто задаваемые вопросы

Что такое решетчатая структура?

Решетка представляет собой упорядоченный набор точек, определяющих структуру кристаллообразующей частицы. Точки решетки определяют элементарную ячейку кристалла. Все частицы (желтые) одинаковы в нарисованной структуре.

Что такое точка решетки в кристаллах?

Точки в кристаллической решетке модели кристалла представляют собой положения структурных единиц (атомов, молекул или ионов). Каждая точка решетки в кристалле имеет то же окружение, что и реальные структурные единицы кристалла.

Что такое точка решетки в элементарной ячейке?

Угол элементарной ячейки описывается точкой решетки, в которой кристалл содержит атом, ион или молекулу. Кубическая элементарная ячейка с центром в теле является простейшей повторяющейся единицей в кубической структуре с центром в теле. Опять же, восемь углов элементарной ячейки содержат восемь одинаковых частиц.

Как образуется кристаллическая решетка?

Если образуется один моль ионного соединения, это будет произведенная энергия. Это гарантирует, что когда отдельные ионы соединения собираются вместе, образуя кристаллическую решетку, им требуется меньше энергии, чтобы оставаться вместе, чтобы они ее высвобождали, а высвобождаемая энергия называется энергией решетки.

Что вызывает кристаллическую решетку?

Ионный кристалл состоит из электростатического притяжения, связывающего ионы вместе.