11.15
Molekularne ciała stałe to rodzaj krystalicznych ciał stałych, które mają cząsteczki lub atomy jako cząstki składowe i są utrzymywane razem przez niejonowe siły międzycząsteczkowe, takie jak wiązania wodorowe, siły dyspersyjne lub oddziaływania dipol-dipol.
Siła tych sił międzycząsteczkowych decyduje o właściwościach molekularnych ciał stałych. Ogólnie rzecz biorąc, te ciała stałe są zwykle miękkie, mają niską temperaturę topnienia i mają niską przewodność cieplną i elektryczną.
Niepolarne lub netto niepolarne molekularne ciała stałe, takie jak stały azot lub suchy lód, są utrzymywane razem głównie przez słabe siły dyspersyjne. Takie ciała stałe mają bardzo niską temperaturę topnienia i łatwo sublimują.
Polarne molekularne ciała stałe, takie jak lód i stały dwutlenek siarki, wykazują wiązania wodorowe i oddziaływania dipol-dipol. Takie ciała stałe mają stosunkowo wyższą temperaturę topnienia i występują jako miękkie ciała stałe lub lotne ciecze w standardowej temperaturze i ciśnieniu.
Innym przykładem tego, jak siła sił międzycząsteczkowych wpływa na właściwości molekularnych ciał stałych, jest jod w postaci stałej.
Zwiększona siła pewnych sił międzycząsteczkowych między większymi cząsteczkami znajduje odzwierciedlenie we właściwościach jodu. Chociaż oba są niepolarnymi ciałami stałymi, temperatura topnienia jodu jest znacznie wyższa niż stałego azotu.
Jonowe ciała stałe to krystaliczne ciała stałe z elektrycznie naładowanymi gatunkami lub jonami jako cząstkami składowymi utrzymywanymi razem przez silne siły elektrostatyczne. Na przykład chlorek sodu jest jonowym ciałem stałym złożonym z kationów sodu i anionów chlorkowych.
Upakowanie jonowych ciał stałych maksymalizuje oddziaływanie między przeciwnie naładowanymi jonami i minimalizuje oddziaływanie między jonami o tym samym ładunku. Jest to często wizualizowane jako jeden zestaw jonów w punktach sieci i przeciwstawnych jonów zajmujących niektóre lub wszystkie przestrzenie między nimi lub miejsca śródmiąższowe.
Ze względu na silne oddziaływania kulombowskie, jonowe ciała stałe mają wysokie temperatury topnienia. Oddziaływania jonowe zazwyczaj stają się silniejsze wraz ze wzrostem ładunku lub spadkiem wielkości jonów.
Na przykład chlorek cezu topi się w temperaturze 645 °C, a chlorek sodu topi się w temperaturze 801 °C, co można przypisać mniejszemu kationowi sodu, który umożliwia ściślejsze upakowanie. Tlenek wapnia, który ma wyższe ładunki jonowe, topi się w temperaturze 2572 °C.
Krystaliczne ciała stałe dzieli się na cztery typy: sieć molekularną, jonową, metaliczną i kowalencyjną w zależności od rodzaju jednostek składowych i…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.