9.20: Фізичні властивості та міжмолекулярні сили

Last updated
Save as PDF

Page ID: 19185

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

Чи можете ви здогадатися, скільки це коштує?

Карбон - цікавий і універсальний елемент. Існує понад двадцять мільйонів відомих сполук, що містять вуглець, охоплених у зростаючій галузі органічної хімії. Сам елемент може існувати в двох основних формах. Алмаз - це форма вуглецю, яка надзвичайно тверда і є одним з небагатьох матеріалів, які можуть подряпати скло. Інша форма вуглецю - графіт, дуже м'який матеріал, який ми знаходимо в «свинцевих» олівцях. Ці дві форми відрізняються головним чином тим, як атоми вуглецю з'єднані один з одним. Відмінності в розташуванні атомів впливають на властивості матеріалу.

Фізичні властивості та міжмолекулярні сили

Фізичний стан і властивості конкретного з'єднання багато в чому залежать від типу хімічного зв'язку, яке воно проявляє. Молекулярні сполуки, які іноді називають ковалентними сполуками, демонструють широкий спектр фізичних властивостей завдяки різним типам міжмолекулярних атракціонів, таких як різні види полярних взаємодій. Точки плавлення та кипіння молекулярних сполук, як правило, досить низькі порівняно з точками іонних сполук. Це пояснюється тим, що енергія, необхідна для порушення міжмолекулярних сил між молекулами, набагато менше енергії, необхідної для розриву іонних зв'язків у кристалічній іонній сполуці. Оскільки молекулярні сполуки складаються з нейтральних молекул, їх електропровідність, як правило, досить бідна, будь то в твердому чи рідкому стані. Іонні сполуки не проводять електрику в твердому стані через свою жорстку структуру, але добре проводять при розплавленні або розчиненні в розчині. Розчинність у воді молекулярних сполук мінлива і залежить в першу чергу від типу задіяних міжмолекулярних сил. Речовини, які проявляють водневі зв'язки або дипольно-дипольні сили, як правило, розчинні у воді, тоді як ті, які демонструють лише лондонські сили дисперсії, як правило, нерозчинні. Більшість, але не всі, іонні сполуки досить розчинні у воді. Наведена нижче таблиця узагальнює деякі відмінності між іонними та молекулярними сполуками.

Таблиця\(\PageIndex{1}\): Порівняння іонних і молекулярних сполук
Нерухомість	Іонні сполуки	молекулярні сполуки
Тип елементів	металеві та неметалеві	тільки неметали
склеювання	іонний — перенесення електрона (ів) між атомами	ковалентний — спільне використання пари (ів) електронів між атомами
Представницький підрозділ	формула одиниця	молекули
Фізичний стан при кімнатній температурі.	твердий	газ, рідина або тверда речовина
Розчинність у воді	зазвичай високий	змінна
Темпи плавлення та кипіння	загалом високий	як правило, низький
Електропровідність	добре при розплавленні або в розчині	бідний

Один тип молекулярної сполуки поводиться зовсім інакше, ніж описаний досі. Тверде тіло ковалентної мережі - це з'єднання, в якому всі атоми з'єднані один з одним ковалентними зв'язками. Алмаз повністю складається з атомів вуглецю, кожен з яких пов'язаний з чотирма іншими атомами вуглецю в чотиригранній геометрії. Плавлення твердого тіла ковалентної мережі не здійснюється шляхом подолання відносно слабких міжмолекулярних сил. Швидше за все, всі ковалентні зв'язки повинні бути розірвані - процес, який вимагає надзвичайно високих температур. Алмаз, по суті, зовсім не плавиться. Натомість він випаровується до газу при температурі вище 3500° C.

Резюме

На фізичні властивості матеріалу впливають міжмолекулярні сили, що утримують молекули разом.

Рецензія

Чи температури плавлення молекулярних сполук зазвичай вищі або нижчі, ніж у іонних сполук?
Чи проводять іонні сполуки електрику в твердому стані?
Які типи речовин, як правило, водорозчинні?