Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

8.9: Фізичні властивості іонних сполук

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19602

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Малюнок\(\PageIndex{1}\): У природі впорядковане розташування іонних твердих тіл породжує красиві кристали. (А) Аметист: форма кварцу\(\ce{SiO_2}\), фіолетовий колір якого походить від іонів заліза. (B) Кінавар: первинна руда ртуті, є сульфід ртуті (II),\(\ce{HgS}\). (C) Азурит: мідний мінерал,\(\ce{Cu_3(CO_3)_2(OH)_2}\). (D) Ванадиніт: первинна руда ванадію,\(\ce{Pb_3(VO_4)_3Cl}\). (Кредит: (A) Мауро Катеб; (B) Батько Жері; (C) Батько Жері; (D) користувач:Vassil/Вікісховище; Джерело: (A) http://www.flickr.com/photos/mauroescritor/6544460363/(opens у новому вікні); (B) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cinabre_macl%25C3%25A9_%2528Chine%2529_.jpg(opens у новому вікні ); (C) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Azurite_cristallis%25C3%25A9e_%2528Chine%2529_2_.jpg(opens в новому вікні); (D) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vanadinite_21207.jpg(opens в новому вікні); Ліцензія: (A) CC by 2.0 (відкривається в новому вікні); (B) суспільне надбання; (C) суспільне надбання; (D) суспільне надбання)

    З чого виробляються кольорові кристали?

    На малюнку вище показані лише кілька прикладів кольору і блиску природних іонних кристалів. Регулярне і впорядковане розташування іонів у кристалічній решітці відповідає за різні форми цих кристалів, тоді як іони перехідних металів породжують кольори.

    Фізичні властивості іонних сполук

    Точки плавлення

    Через безліч одночасних атракціонів між катіонами та аніонами, що виникають, іонні кристалічні решітки дуже міцні. Процес плавлення іонного з'єднання вимагає додавання великої кількості енергії для того, щоб розірвати всі іонні зв'язки в кристалі. Наприклад, хлорид натрію має температуру плавлення близько\(800^\text{o} \text{C}\).

    Розбиття

    Іонні сполуки, як правило, тверді, але крихкі. Чому? Потрібна велика кількість механічної сили, наприклад, удару по кристалі молотком, щоб змусити один шар іонів зміститися щодо свого сусіда. Однак, коли це трапляється, він приносить іони одного заряду поруч один з одним (див. Нижче). Сили відштовхування між подібними зарядженими іонами змушують кристал руйнуватися. Коли іонний кристал розривається, він має тенденцію робити це вздовж гладких площин через регулярне розташування іонів.

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): (А) Кристал хлориду натрію показаний у двох вимірах. (B) При ударі молотком негативно заряджені іони хлориду змушуються один біля одного, і сила відштовхування призводить до руйнування кристала. (Кредит: Крістофер Auyeung; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

    Провідність

    Ще одна характерна властивість іонних сполук - їх електропровідність. На малюнку нижче показані три експерименти, в яких два електроди, які з'єднані з лампочкою, поміщаються в мензурки, що містять три різних речовини.

    Малюнок\(\PageIndex{3}\): (А) Дистильована вода не проводить електрику. (B) Тверда іонна сполука також не проводить електрику. (С) Водний розчин іонного з'єднання добре проводить електрику. (Кредит: Крістофер Auyeung; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

    У першій склянці дистильована вода не проводить струм, оскільки вода є молекулярною сполукою. У другій склянці твердий хлорид натрію також не проводить струм. Незважаючи на те, що вона іонна і, таким чином, складається з заряджених частинок, тверда кристалічна решітка не дозволяє іонам рухатися між електродами. Мобільні заряджені частинки потрібні для того, щоб схема була повною, а лампочка загорілася. У третьому склянці\(\ce{NaCl}\) розчинили в дистильованій воді. Тепер кристалічна решітка була розбита, і окремі позитивні і негативні іони можуть рухатися. Катіони переміщаються на один електрод, а аніони переміщаються на інший, дозволяючи електриці текти (див. Малюнок нижче). Плавлення іонної сполуки також звільняє іони для проведення струму. Іонні сполуки проводять електричний струм при розплавленні або розчиненні у воді.

    Малюнок\(\PageIndex{4}\): В іонному розчині\(\ce{A^+}\) іони мігрують до негативного електрода, тоді як\(\ce{B^-}\) іони мігрують до позитивного електрода. (Кредит: Крістофер Auyeung; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

    Резюме

    • Іонні сполуки мають високі температури плавлення.
    • Іонні сполуки тверді і крихкі.
    • Розчини іонних сполук і розплавлених іонних сполук проводять електрику, але тверді матеріали - ні.

    Рецензія

    1. Чому іонні сполуки крихкі?
    2. Чому високі температури плавлення для іонних сполук?
    3. Що відбувається при пропусканні електричного струму через розчин іонного з'єднання?

    Дізнатися більше

    Подивіться відео нижче і дайте відповідь на наступні питання:

    1. Чи всі іонні сполуки утворюють кристали?
    2. Чи будуть розплавлені іонні сполуки проводити електрику?
    3. Які температури плавлення і кипіння КІ?