Η χημεία είναι μια καταπληκτική επιστήμη. Τόσα πολλά απίστευτα πράγματα μπορούν να βρεθούν σε φαινομενικά συνηθισμένα πράγματα.

Κάθε υλικό που μας περιβάλλει παντού υπάρχει σε διάφορες καταστάσεις συσσωμάτωσης: αέρια, υγρά και στερεά. Οι επιστήμονες έχουν επίσης εντοπίσει το 4ο - πλάσμα. Σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, μια ουσία μπορεί να αλλάξει από τη μια κατάσταση στην άλλη. Για παράδειγμα, νερό: όταν θερμαίνεται πάνω από 100, από υγρή μορφή μετατρέπεται σε ατμό. Σε θερμοκρασίες κάτω από το 0, μεταμορφώνεται στην επόμενη δομή αδρανών - πάγο.

Ολόκληρος ο υλικός κόσμος περιέχει μια μάζα πανομοιότυπων σωματιδίων που συνδέονται μεταξύ τους. Αυτά τα μικρότερα στοιχεία είναι αυστηρά ευθυγραμμισμένα στο χώρο και σχηματίζουν το λεγόμενο χωρικό πλαίσιο.

Ορισμός

Ένα κρυσταλλικό πλέγμα είναι μια ειδική δομή μιας στερεής ουσίας στην οποία τα σωματίδια βρίσκονται σε μια γεωμετρικά αυστηρή σειρά στο χώρο. Σε αυτό μπορείτε να βρείτε κόμβους - μέρη όπου βρίσκονται στοιχεία: άτομα, ιόντα και μόρια και μεσοκομβικός χώρος.

Στερεά, ανάλογα με το εύρος των υψηλών και χαμηλών θερμοκρασιών, είναι κρυσταλλικά ή άμορφα - χαρακτηρίζονται από την απουσία συγκεκριμένου σημείου τήξης. Όταν εκτίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες, μαλακώνουν και σταδιακά μετατρέπονται σε υγρή μορφή. Αυτοί οι τύποι ουσιών περιλαμβάνουν: ρητίνη, πλαστελίνη.

Από αυτή την άποψη, μπορεί να χωριστεί σε διάφορους τύπους:

• ατομικός;
• ιωνικός;
• μοριακός;
• μέταλλο.

Αλλά σε διαφορετικές θερμοκρασίες, μια ουσία μπορεί να έχει διαφορετικές μορφές και να παρουσιάζει διαφορετικές ιδιότητες. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται αλλοτροπική τροποποίηση.

Ατομικός τύπος

Σε αυτόν τον τύπο, οι κόμβοι περιέχουν άτομα μιας συγκεκριμένης ουσίας που συνδέονται με ομοιοπολικούς δεσμούς. Αυτός ο τύπος δεσμού σχηματίζεται από ένα ζεύγος ηλεκτρονίων από δύο γειτονικά άτομα. Χάρη σε αυτό, συνδέονται ομοιόμορφα και με αυστηρή σειρά.

Οι ουσίες με ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα χαρακτηρίζονται από τις ακόλουθες ιδιότητες: αντοχή και υψηλό σημείο τήξης. Αυτός ο τύπος δεσμού υπάρχει στο διαμάντι, το πυρίτιο και το βόριο..

Ιωνικού τύπου

Τα αντίθετα φορτισμένα ιόντα βρίσκονται σε κόμβους που δημιουργούν ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που χαρακτηρίζει τις φυσικές ιδιότητες μιας ουσίας. Αυτά θα περιλαμβάνουν: ηλεκτρική αγωγιμότητα, ανθεκτικότητα, πυκνότητα και σκληρότητα. Το επιτραπέζιο αλάτι και το νιτρικό κάλιο χαρακτηρίζονται από την παρουσία ενός ιοντικού κρυσταλλικού πλέγματος.

Μην χάσετε: μηχανισμός εκπαίδευσης, συγκεκριμένα παραδείγματα.

Μοριακός τύπος

Σε κόμβους αυτού του τύπου υπάρχουν ιόντα που συνδέονται μεταξύ τους με δυνάμεις van der Waals. Λόγω των ασθενών διαμοριακών δεσμών, ουσίες όπως ο πάγος, το διοξείδιο του άνθρακα και η παραφίνη χαρακτηρίζονται από πλαστικότητα, ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα.

Μεταλλικός τύπος

Η δομή του μοιάζει με μοριακή, αλλά εξακολουθεί να έχει ισχυρότερους δεσμούς. Η διαφορά μεταξύ αυτού του τύπου είναι ότι οι κόμβοι του περιέχουν θετικά φορτισμένα κατιόντα. Ηλεκτρόνια που βρίσκονται στον ενδιάμεσο χώροχώρο, συμμετέχουν στο σχηματισμό του ηλεκτρικού πεδίου. Ονομάζονται επίσης ηλεκτρικό αέριο.

Τα απλά μέταλλα και κράματα χαρακτηρίζονται από τύπο μεταλλικού πλέγματος. Χαρακτηρίζονται από την παρουσία μεταλλικής στιλπνότητας, πλαστικότητας, θερμικής και ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Μπορούν να λιώσουν σε διαφορετικές θερμοκρασίες.

Όπως ήδη γνωρίζουμε, μια ουσία μπορεί να υπάρχει σε τρεις καταστάσεις συσσωμάτωσης: αεριώδης, σκληράΚαι υγρό. Το οξυγόνο, το οποίο υπό κανονικές συνθήκες βρίσκεται σε αέρια κατάσταση, σε θερμοκρασία -194 ° C μετατρέπεται σε γαλαζωπό υγρό και σε θερμοκρασία -218,8 ° C μετατρέπεται σε μια μάζα που μοιάζει με χιόνι με μπλε κρυστάλλους.

Το εύρος θερμοκρασίας για την ύπαρξη μιας ουσίας σε στερεή κατάσταση καθορίζεται από τα σημεία βρασμού και τήξης. Τα στερεά είναι κρυστάλλινοςΚαι άμορφος.

U άμορφες ουσίεςδεν υπάρχει σταθερό σημείο τήξης - όταν θερμαίνονται, σταδιακά μαλακώνουν και μετατρέπονται σε ρευστή κατάσταση. Σε αυτή την κατάσταση, για παράδειγμα, βρίσκονται διάφορες ρητίνες και πλαστελίνη.

Κρυσταλλικές ουσίεςΔιακρίνονται από την κανονική διάταξη των σωματιδίων από τα οποία αποτελούνται: άτομα, μόρια και ιόντα, σε αυστηρά καθορισμένα σημεία του χώρου. Όταν αυτά τα σημεία συνδέονται με ευθείες γραμμές, δημιουργείται ένα χωρικό πλαίσιο, που ονομάζεται κρυσταλλικό πλέγμα. Τα σημεία στα οποία βρίσκονται τα κρυσταλλικά σωματίδια ονομάζονται κόμβοι πλέγματος.

Οι κόμβοι του πλέγματος φανταζόμαστε ότι μπορούν να περιέχουν ιόντα, άτομα και μόρια. Αυτά τα σωματίδια εκτελούν ταλαντευτικές κινήσεις. Όταν αυξάνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται και το εύρος αυτών των ταλαντώσεων, γεγονός που οδηγεί σε θερμική διαστολή των σωμάτων.

Ανάλογα με τον τύπο των σωματιδίων που βρίσκονται στους κόμβους του κρυσταλλικού πλέγματος και τη φύση της μεταξύ τους σύνδεσης, διακρίνονται τέσσερις τύποι κρυσταλλικών δικτυωμάτων: ιωνικός, ατομικός, μοριακόςΚαι μέταλλο.

ιωνικόςΑυτά ονομάζονται κρυσταλλικά πλέγματα στα οποία τα ιόντα βρίσκονται στους κόμβους. Σχηματίζονται από ουσίες με ιοντικούς δεσμούς, οι οποίοι μπορούν να δεσμεύουν τόσο απλά ιόντα Na+, Cl- και σύνθετα SO24-, OH-. Έτσι, τα ιοντικά κρυσταλλικά πλέγματα έχουν άλατα, μερικά οξείδια και υδροξύλια μετάλλων, δηλ. εκείνες τις ουσίες στις οποίες υπάρχει ιονικός χημικός δεσμός. Θεωρήστε έναν κρύσταλλο χλωριούχου νατρίου· αποτελείται από θετικά εναλλασσόμενα ιόντα Na+ και αρνητικά CL-, μαζί σχηματίζουν ένα πλέγμα σε σχήμα κύβου. Οι δεσμοί μεταξύ ιόντων σε έναν τέτοιο κρύσταλλο είναι εξαιρετικά σταθεροί. Εξαιτίας αυτού, οι ουσίες με ιοντικό πλέγμα έχουν σχετικά υψηλή αντοχή και σκληρότητα· είναι πυρίμαχες και μη πτητικές.

ΑτομικόςΤα κρυσταλλικά πλέγματα είναι εκείνα τα κρυσταλλικά πλέγματα των οποίων οι κόμβοι περιέχουν μεμονωμένα άτομα. Σε τέτοια πλέγματα, τα άτομα συνδέονται μεταξύ τους με πολύ ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς. Για παράδειγμα, το διαμάντι είναι μια από τις αλλοτροπικές τροποποιήσεις του άνθρακα.

Ουσίες με ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα δεν είναι πολύ συνηθισμένες στη φύση. Αυτά περιλαμβάνουν το κρυσταλλικό βόριο, το πυρίτιο και το γερμάνιο, καθώς και σύνθετες ουσίες, για παράδειγμα εκείνες που περιέχουν οξείδιο του πυριτίου (IV) - SiO 2: πυρίτιο, χαλαζία, άμμο, βραχ κρύσταλλο.

Η συντριπτική πλειοψηφία των ουσιών με ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα έχει πολύ υψηλά σημεία τήξης (για το διαμάντι υπερβαίνει τους 3500 ° C), τέτοιες ουσίες είναι ισχυρές και σκληρές, πρακτικά αδιάλυτες.

ΜοριακόςΑυτά ονομάζονται κρυσταλλικά πλέγματα στα οποία τα μόρια βρίσκονται στους κόμβους. Οι χημικοί δεσμοί σε αυτά τα μόρια μπορεί επίσης να είναι πολικοί (HCl, H 2 0) ή μη πολικοί (N 2, O 3). Και παρόλο που τα άτομα μέσα στα μόρια συνδέονται με πολύ ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς, ασθενείς δυνάμεις διαμοριακής έλξης δρουν μεταξύ των ίδιων των μορίων. Γι' αυτό οι ουσίες με μοριακά κρυσταλλικά πλέγματα χαρακτηρίζονται από χαμηλή σκληρότητα, χαμηλό σημείο τήξης και πτητότητα.

Παραδείγματα τέτοιων ουσιών περιλαμβάνουν στερεό νερό - πάγος, στερεό μονοξείδιο του άνθρακα (IV) - "ξηρός πάγος", στερεό υδροχλώριο και υδρόθειο, στερεές απλές ουσίες που σχηματίζονται από ένα - (ευγενή αέρια), δύο - (H 2, O 2, CL2, N2, I2), τρία - (O 3), τέσσερα - (P 4), οκτώ-ατομικά (S 8) μόρια. Η συντριπτική πλειοψηφία των στερεών οργανικών ενώσεων έχει μοριακά κρυσταλλικά πλέγματα (ναφθαλίνη, γλυκόζη, ζάχαρη).

blog.site, κατά την πλήρη ή μερική αντιγραφή υλικού, απαιτείται σύνδεσμος στην αρχική πηγή.

Ας μιλήσουμε για στερεά. Τα στερεά μπορούν να χωριστούν σε δύο μεγάλες ομάδες: άμορφοςΚαι κρυστάλλινος. Θα τα διαχωρίσουμε σύμφωνα με την αρχή του αν υπάρχει τάξη ή όχι.

ΣΕ άμορφες ουσίεςτα μόρια είναι διατεταγμένα τυχαία. Δεν υπάρχουν μοτίβα στη χωρική τους διάταξη. Ουσιαστικά, οι άμορφες ουσίες είναι πολύ παχύρρευστα υγρά, τόσο παχύρρευστα που είναι στερεά.

Εξ ου και το όνομα: "a-" - αρνητικό σωματίδιο, "morphe" - μορφή. Οι άμορφες ουσίες περιλαμβάνουν: γυαλί, ρητίνες, κερί, παραφίνη, σαπούνι.

Η έλλειψη τάξης στη διάταξη των σωματιδίων καθορίζει τις φυσικές ιδιότητες των άμορφων σωμάτων: αυτά δεν έχουν σταθερά σημεία τήξης. Καθώς θερμαίνονται, το ιξώδες τους μειώνεται σταδιακά και επίσης σταδιακά μετατρέπονται σε υγρή κατάσταση.

Σε αντίθεση με τις άμορφες ουσίες, υπάρχουν κρυσταλλικές ουσίες. Τα σωματίδια μιας κρυσταλλικής ουσίας είναι χωρικά ταξινομημένα. Αυτή η σωστή δομή της χωρικής διάταξης των σωματιδίων σε μια κρυσταλλική ουσία ονομάζεται κρυσταλλικού πλέγματος.

Σε αντίθεση με τα άμορφα σώματα, κρυσταλλικές ουσίεςέχουν σταθερά σημεία τήξης.

Ανάλογα σε ποια σωματίδια βρίσκονται κόμβοι πλέγματος, και ποιες συνδέσεις τα συγκρατούν μεταξύ τους τα διαφοροποιούν: μοριακός, ατομικός, ιωνικόςΚαι μέταλλοσχάρες.

Γιατί είναι θεμελιωδώς σημαντικό να γνωρίζουμε τι είδους κρυσταλλικό πλέγμα έχει μια ουσία; Τι ορίζει; Ολα. Η δομή καθορίζει τον τρόπο χημικές και φυσικές ιδιότητες μιας ουσίας.

Το πιο απλό παράδειγμα: DNA. Σε όλους τους οργανισμούς στη γη, είναι κατασκευασμένο από το ίδιο σύνολο δομικών συστατικών: τέσσερις τύπους νουκλεοτιδίων. Και τι ποικιλία ζωής. Όλα αυτά καθορίζονται από τη δομή: τη σειρά με την οποία είναι διατεταγμένα αυτά τα νουκλεοτίδια.

Μοριακό κρυσταλλικό πλέγμα.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το νερό σε στερεή κατάσταση (πάγος). Ολόκληρα μόρια βρίσκονται σε θέσεις πλέγματος. Και κρατήστε τα μαζί διαμοριακές αλληλεπιδράσεις: δεσμοί υδρογόνου, δυνάμεις van der Waals.

Αυτοί οι δεσμοί είναι αδύναμοι, επομένως το μοριακό πλέγμα είναι το πιο εύθραυστο, το σημείο τήξης τέτοιων ουσιών είναι χαμηλό.

Ένα καλό διαγνωστικό σημάδι: εάν μια ουσία έχει υγρή ή αέρια κατάσταση υπό κανονικές συνθήκες και/ή έχει οσμή, τότε πιθανότατα αυτή η ουσία έχει μοριακό κρυσταλλικό πλέγμα. Άλλωστε, η υγρή και η αέρια κατάσταση είναι συνέπεια του γεγονότος ότι τα μόρια στην επιφάνεια του κρυστάλλου δεν προσκολλώνται καλά (οι δεσμοί είναι αδύναμοι). Και είναι «ξεσπασμένοι». Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται μεταβλητότητα. Και τα ξεφουσκωμένα μόρια, που διαχέονται στον αέρα, φτάνουν στα οσφρητικά μας όργανα, η οποία υποκειμενικά γίνεται αισθητή ως μυρωδιά.

Έχουν ένα μοριακό κρυσταλλικό πλέγμα:

1. Μερικές απλές ουσίες αμέταλλων: I 2, P, S (δηλαδή όλα τα αμέταλλα που δεν έχουν ατομικό πλέγμα).
2. Σχεδόν όλες οι οργανικές ουσίες ( εκτός από τα άλατα).
3. Και όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι ουσίες υπό κανονικές συνθήκες είναι υγρές ή αέριες (είναι κατεψυγμένες) ή/και άοσμες (NH 3, O 2, H 2 O, οξέα, CO 2).

Ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα.

Στους κόμβους του ατομικού κρυσταλλικού πλέγματος, σε αντίθεση με το μοριακό, υπάρχουν μεμονωμένα άτομα. Αποδεικνύεται ότι το πλέγμα συγκρατείται με ομοιοπολικούς δεσμούς (εξάλλου είναι αυτοί που δεσμεύουν ουδέτερα άτομα).

Κλασικό παράδειγμα είναι το πρότυπο αντοχής και σκληρότητας - διαμάντι (από τη χημική του φύση είναι μια απλή ουσία - άνθρακας). Επαφές: ομοιοπολική μη πολική, αφού το πλέγμα σχηματίζεται μόνο από άτομα άνθρακα.

Αλλά, για παράδειγμα, σε έναν κρύσταλλο χαλαζία (ο χημικός τύπος του οποίου είναι SiO 2) υπάρχουν άτομα Si και O. Επομένως, οι δεσμοί ομοιοπολική πολική.

Φυσικές ιδιότητες ουσιών με ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα:

1. δύναμη, σκληρότητα
2. υψηλά σημεία τήξης (ανθεκτικότητα)
3. μη πτητικές ουσίες
4. αδιάλυτο (ούτε στο νερό ούτε σε άλλους διαλύτες)

Όλες αυτές οι ιδιότητες οφείλονται στην αντοχή των ομοιοπολικών δεσμών.

Υπάρχουν λίγες ουσίες σε ένα ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα. Δεν υπάρχει συγκεκριμένο μοτίβο, οπότε πρέπει απλώς να τα θυμάστε:

1. Αλλοτροπικές τροποποιήσεις άνθρακα (C): διαμάντι, γραφίτης.
2. Βόριο (Β), πυρίτιο (Si), γερμάνιο (Ge).
3. Μόνο δύο αλλοτροπικές τροποποιήσεις του φωσφόρου έχουν ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα: ο κόκκινος φώσφορος και ο μαύρος φώσφορος. (ο λευκός φώσφορος έχει μοριακό κρυσταλλικό πλέγμα).
4. SiC – καρβορούνδιο (καρβίδιο του πυριτίου).
5. BN – νιτρίδιο βορίου.
6. Πυρίτιο, κρύσταλλο βράχου, χαλαζία, άμμος ποταμού - όλες αυτές οι ουσίες έχουν τη σύνθεση SiO 2.
7. Κορούνδιο, ρουμπίνι, ζαφείρι - αυτές οι ουσίες έχουν τη σύνθεση Al 2 O 3.

Σίγουρα τίθεται το ερώτημα: Το C είναι και διαμάντι και γραφίτης. Αλλά είναι τελείως διαφορετικά: ο γραφίτης είναι αδιαφανής, λερώνει και αγώγει τον ηλεκτρισμό, ενώ το διαμάντι είναι διαφανές, δεν λερώνει και δεν άγει ηλεκτρισμό. Διαφέρουν ως προς τη δομή.

Και τα δύο είναι ατομικό πλέγμα, αλλά διαφορετικά. Επομένως, οι ιδιότητες είναι διαφορετικές.

Ιωνικό κρυσταλλικό πλέγμα.

Κλασικό παράδειγμα: επιτραπέζιο αλάτι: NaCl. Στους κόμβους του πλέγματος υπάρχουν μεμονωμένα ιόντα: Na + και Cl – . Το πλέγμα συγκρατείται στη θέση του από ηλεκτροστατικές δυνάμεις έλξης μεταξύ των ιόντων (το «συν» έλκεται στο «μείον»), δηλαδή ιοντικός δεσμός.

Τα ιοντικά κρυσταλλικά πλέγματα είναι αρκετά ισχυρά, αλλά εύθραυστα· οι θερμοκρασίες τήξης τέτοιων ουσιών είναι αρκετά υψηλές (υψηλότερες από εκείνες των μεταλλικών δικτυωμάτων, αλλά χαμηλότερες από εκείνες των ουσιών με ατομικό πλέγμα). Πολλά είναι διαλυτά στο νερό.

Κατά κανόνα, δεν υπάρχουν προβλήματα με τον προσδιορισμό του πλέγματος ιοντικών κρυστάλλων: όπου υπάρχει ιοντικός δεσμός, υπάρχει και ιοντικό πλέγμα κρυστάλλων. Αυτό: όλα τα άλατα, οξείδια μετάλλων, αλκάλια(και άλλα βασικά υδροξείδια).

Μεταλλικό κρυσταλλικό πλέγμα.

Το μεταλλικό πλέγμα πωλείται σε απλές ουσίες μέταλλα. Νωρίτερα είπαμε ότι όλο το μεγαλείο του μεταλλικού δεσμού μπορεί να γίνει κατανοητό μόνο σε συνδυασμό με το μεταλλικό κρυσταλλικό πλέγμα. Ήρθε η ώρα.

Η κύρια ιδιότητα των μετάλλων: ηλεκτρόνια πάνω εξωτερικό επίπεδο ενέργειαςΔεν συγκρατούνται καλά, έτσι δίνονται εύκολα. Έχοντας χάσει ένα ηλεκτρόνιο, το μέταλλο μετατρέπεται σε ένα θετικά φορτισμένο ιόν - ένα κατιόν:

Na 0 – 1e → Na +

Σε ένα μεταλλικό κρυσταλλικό πλέγμα, διεργασίες απελευθέρωσης και κέρδους ηλεκτρονίων συμβαίνουν συνεχώς: ένα ηλεκτρόνιο απομακρύνεται από ένα άτομο μετάλλου σε μια θέση πλέγματος. Σχηματίζεται ένα κατιόν. Το αποσπασμένο ηλεκτρόνιο έλκεται από ένα άλλο κατιόν (ή το ίδιο): σχηματίζεται ξανά ένα ουδέτερο άτομο.

Οι κόμβοι ενός μεταλλικού κρυσταλλικού πλέγματος περιέχουν τόσο ουδέτερα άτομα όσο και μεταλλικά κατιόντα. Και τα ελεύθερα ηλεκτρόνια ταξιδεύουν μεταξύ των κόμβων:

Αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια ονομάζονται αέρια ηλεκτρονίων. Καθορίζουν τις φυσικές ιδιότητες απλών μεταλλικών ουσιών:

1. θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα
2. μεταλλική λάμψη
3. ελατότητα, ολκιμότητα

Αυτός είναι ένας μεταλλικός δεσμός: τα μεταλλικά κατιόντα έλκονται από ουδέτερα άτομα και τα ελεύθερα ηλεκτρόνια τα «κολλάνε» όλα μαζί.

Πώς να προσδιορίσετε τον τύπο του κρυσταλλικού πλέγματος.

Π.ΜΙΚΡΟ.Υπάρχει κάτι στο σχολικό πρόγραμμα σπουδών και στο πρόγραμμα των Ενιαίων Κρατικών Εξετάσεων για αυτό το θέμα με το οποίο δεν συμφωνούμε απόλυτα. Δηλαδή: η γενίκευση ότι οποιοσδήποτε δεσμός μετάλλου-μη μετάλλου είναι ιονικός δεσμός. Αυτή η υπόθεση έγινε εσκεμμένα, προφανώς για να απλοποιηθεί το πρόγραμμα. Αυτό όμως οδηγεί σε παραμόρφωση. Το όριο μεταξύ ιοντικών και ομοιοπολικών δεσμών είναι αυθαίρετο. Κάθε δεσμός έχει το δικό του ποσοστό «ιονικότητας» και «ομοιοπολικότητας». Ο δεσμός με ένα μέταλλο χαμηλής ενεργότητας έχει μικρό ποσοστό «ιονικότητας»· μοιάζει περισσότερο με ομοιοπολικό. Αλλά σύμφωνα με το πρόγραμμα των Ενιαίων Κρατικών Εξετάσεων, «στρογγυλοποιείται» προς το ιοντικό. Αυτό προκαλεί μερικές φορές παράλογα πράγματα. Για παράδειγμα, το Al 2 O 3 είναι μια ουσία με ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα. Για τι είδους ιονισμό μιλάμε εδώ; Μόνο ένας ομοιοπολικός δεσμός μπορεί να συγκρατήσει τα άτομα μαζί με αυτόν τον τρόπο. Αλλά σύμφωνα με το πρότυπο μετάλλου-μη μετάλλου, ταξινομούμε αυτόν τον δεσμό ως ιοντικό. Και έχουμε μια αντίφαση: το πλέγμα είναι ατομικό, αλλά ο δεσμός είναι ιοντικός. Σε αυτό οδηγεί η υπεραπλούστευση.

Τα περισσότερα στερεά έχουν κρυσταλλική δομή. Κρυσταλλικό κελίκατασκευασμένο από επαναλαμβανόμενες πανομοιότυπες δομικές μονάδες, ξεχωριστές για κάθε κρύσταλλο. Αυτή η δομική μονάδα ονομάζεται «μοναδιαίο κελί». Με άλλα λόγια, το κρυσταλλικό πλέγμα χρησιμεύει ως αντανάκλαση της χωρικής δομής ενός στερεού.

Τα κρυσταλλικά πλέγματα μπορούν να ταξινομηθούν με διαφορετικούς τρόπους.

ΕΓΩ. Σύμφωνα με τη συμμετρία των κρυστάλλωνΤα πλέγματα ταξινομούνται σε κυβικά, τετραγωνικά, ρομβικά, εξαγωνικά.

Αυτή η ταξινόμηση είναι βολική για την αξιολόγηση των οπτικών ιδιοτήτων των κρυστάλλων, καθώς και της καταλυτικής τους δραστηριότητας.

II. Από τη φύση των σωματιδίων, που βρίσκεται σε κόμβους πλέγματος και ανά τύπο χημικού δεσμούυπάρχει μια διάκριση μεταξύ τους ατομικά, μοριακά, ιοντικά και μεταλλικά κρυσταλλικά πλέγματα. Ο τύπος του δεσμού σε έναν κρύσταλλο καθορίζει τη διαφορά στη σκληρότητα, τη διαλυτότητα στο νερό, τη θερμότητα του διαλύματος και τη θερμότητα της σύντηξης και την ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό ενός κρυστάλλου είναι ενέργεια κρυσταλλικού πλέγματος, kJ/mol – την ενέργεια που πρέπει να δαπανηθεί για να καταστραφεί ένας δεδομένος κρύσταλλος.

Μοριακό πλέγμα

Μοριακοί κρύσταλλοιαποτελούνται από μόρια που συγκρατούνται σε ορισμένες θέσεις του κρυσταλλικού πλέγματος από ασθενείς διαμοριακούς δεσμούς (δυνάμεις van der Waals) ή δεσμούς υδρογόνου. Αυτά τα πλέγματα είναι χαρακτηριστικά ουσιών με ομοιοπολικούς δεσμούς.

Υπάρχουν πολλές ουσίες με μοριακό πλέγμα. Πρόκειται για μεγάλο αριθμό οργανικών ενώσεων (ζάχαρη, ναφθαλίνη κ.λπ.), κρυσταλλικό νερό (πάγος), στερεό διοξείδιο του άνθρακα («ξηρός πάγος»), στερεά υδραλογονίδια, ιώδιο, στερεά αέρια, συμπεριλαμβανομένων των ευγενών,

Η ενέργεια του κρυσταλλικού πλέγματος είναι ελάχιστη για ουσίες με μη πολικά και χαμηλοπολικά μόρια (CH 4, CO 2, κ.λπ.).

Τα πλέγματα που σχηματίζονται από περισσότερα πολικά μόρια έχουν επίσης υψηλότερη ενέργεια κρυσταλλικού πλέγματος. Τα πλέγματα με ουσίες που σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου (H 2 O, NH 3) έχουν την υψηλότερη ενέργεια.

Λόγω της ασθενής αλληλεπίδρασης μεταξύ των μορίων, αυτές οι ουσίες είναι πτητικές, εύτηκτες, έχουν χαμηλή σκληρότητα, δεν άγουν ηλεκτρικό ρεύμα (διηλεκτρικά) και έχουν χαμηλή θερμική αγωγιμότητα.

Ατομικό πλέγμα

Σε κόμβους ατομικό κρυσταλλικό πλέγμαυπάρχουν άτομα ενός ή διαφορετικών στοιχείων που συνδέονται μεταξύ τους με ομοιοπολικούς δεσμούς κατά μήκος και των τριών αξόνων. Τέτοιος κρυστάλλουςπου ονομάζονται επίσης ομοιοπολική, είναι σχετικά λίγα σε αριθμό.

Παραδείγματα κρυστάλλων αυτού του τύπου περιλαμβάνουν το διαμάντι, το πυρίτιο, το γερμάνιο, τον κασσίτερο, καθώς και κρύσταλλοι σύνθετων ουσιών όπως το νιτρίδιο του βορίου, το νιτρίδιο του αργιλίου, ο χαλαζίας και το καρβίδιο του πυριτίου. Όλες αυτές οι ουσίες έχουν ένα πλέγμα που μοιάζει με διαμάντι.

Η ενέργεια του κρυσταλλικού πλέγματος σε τέτοιες ουσίες πρακτικά συμπίπτει με την ενέργεια του χημικού δεσμού (200 – 500 kJ/mol). Αυτό καθορίζει τις φυσικές τους ιδιότητες: υψηλή σκληρότητα, σημείο τήξης και σημείο βρασμού.

Οι ηλεκτρικά αγώγιμες ιδιότητες αυτών των κρυστάλλων ποικίλλουν: το διαμάντι, ο χαλαζίας, το νιτρίδιο του βορίου είναι διηλεκτρικά. πυρίτιο, γερμάνιο – ημιαγωγοί. Ο μεταλλικός γκρι κασσίτερος άγει καλά τον ηλεκτρισμό.

Σε κρυστάλλους με ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα, είναι αδύνατο να διακριθεί μια ξεχωριστή δομική μονάδα. Ολόκληρο το μονοκρύσταλλο είναι ένα γιγάντιο μόριο.

Ιωνικό πλέγμα

Σε κόμβους ιοντικό πλέγμαθετικά και αρνητικά ιόντα εναλλάσσονται μεταξύ των οποίων δρουν ηλεκτροστατικές δυνάμεις. Οι ιονικοί κρύσταλλοι σχηματίζουν ενώσεις με ιοντικούς δεσμούς, για παράδειγμα, χλωριούχο νάτριο NaCl, φθοριούχο κάλιο και KF, κ.λπ.

Οι ιονικοί κρύσταλλοι είναι επίσης γιγάντια μόρια στα οποία κάθε ιόν επηρεάζεται σημαντικά από όλα τα άλλα ιόντα.

Η ενέργεια του ιοντικού κρυσταλλικού πλέγματος μπορεί να φτάσει σημαντικές τιμές. Άρα, E (NaCl) = 770 kJ/mol, και E (BeO) = 4530 kJ/mol.

Οι ιονικοί κρύσταλλοι έχουν υψηλά σημεία τήξης και βρασμού και υψηλή αντοχή, αλλά είναι εύθραυστοι. Πολλά από αυτά άγουν τον ηλεκτρισμό ελάχιστα σε θερμοκρασία δωματίου (περίπου είκοσι τάξεις μεγέθους μικρότερη από τα μέταλλα), αλλά με την αύξηση της θερμοκρασίας παρατηρείται αύξηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας.

Μεταλλική σχάρα

Κρύσταλλοι μετάλλωνδώστε παραδείγματα των απλούστερων κρυσταλλικών δομών.

Τα μεταλλικά ιόντα στο πλέγμα ενός μεταλλικού κρυστάλλου μπορούν να θεωρηθούν κατά προσέγγιση με τη μορφή σφαιρών. Στα στερεά μέταλλα, αυτές οι μπάλες είναι γεμάτες με μέγιστη πυκνότητα, όπως υποδεικνύεται από τη σημαντική πυκνότητα των περισσότερων μετάλλων (από 0,97 g/cm 3 για το νάτριο, 8,92 g/cm 3 για τον χαλκό έως 19,30 g/cm 3 για το βολφράμιο και τον χρυσό ). Η πιο πυκνή συσκευασία μπάλες σε ένα στρώμα είναι μια εξαγωνική συσκευασία, στην οποία κάθε μπάλα περιβάλλεται από έξι άλλες μπάλες (στο ίδιο επίπεδο). Τα κέντρα οποιωνδήποτε τριών γειτονικών σφαιρών σχηματίζουν ένα ισόπλευρο τρίγωνο.

Ιδιότητες των μετάλλων, όπως η υψηλή ολκιμότητα και η ελατότητα υποδεικνύουν έλλειψη ακαμψίας στα μεταλλικά πλέγματα: τα επίπεδά τους κινούνται αρκετά εύκολα μεταξύ τους.

Τα ηλεκτρόνια σθένους συμμετέχουν στο σχηματισμό δεσμών με όλα τα άτομα και κινούνται ελεύθερα σε ολόκληρο τον όγκο ενός κομματιού μετάλλου. Αυτό υποδεικνύεται από υψηλές τιμές ηλεκτρικής αγωγιμότητας και θερμικής αγωγιμότητας.

Όσον αφορά την ενέργεια του κρυσταλλικού πλέγματος, τα μέταλλα καταλαμβάνουν μια ενδιάμεση θέση μεταξύ μοριακών και ομοιοπολικών κρυστάλλων. Η ενέργεια του κρυσταλλικού πλέγματος είναι:

Έτσι, οι φυσικές ιδιότητες των στερεών εξαρτώνται σημαντικά από τον τύπο του χημικού δεσμού και τη δομή.

Δομή και ιδιότητες στερεών

(Όλοι οι ορισμοί, οι τύποι, τα γραφήματα και οι εξισώσεις των αντιδράσεων δίνονται σε αρχείο.)

Οι στερεοί κρύσταλλοι μπορούν να θεωρηθούν ως τρισδιάστατες δομές στις οποίες η ίδια δομή επαναλαμβάνεται σαφώς προς όλες τις κατευθύνσεις. Το γεωμετρικά σωστό σχήμα των κρυστάλλων οφείλεται στην αυστηρά κανονική εσωτερική δομή τους. Εάν τα κέντρα έλξης ιόντων ή μορίων σε έναν κρύσταλλο απεικονίζονται ως σημεία, τότε λαμβάνουμε μια τρισδιάστατη κανονική κατανομή τέτοιων σημείων, η οποία ονομάζεται κρυσταλλικό πλέγμα και τα ίδια τα σημεία είναι κόμβοι του κρυσταλλικού πλέγματος. Το συγκεκριμένο εξωτερικό σχήμα των κρυστάλλων είναι συνέπεια της εσωτερικής δομής τους, η οποία συνδέεται ειδικά με το κρυσταλλικό πλέγμα.

Το κρυσταλλικό πλέγμα είναι μια φανταστική γεωμετρική εικόνα για την ανάλυση της δομής των κρυστάλλων, η οποία είναι μια ογκομετρική-χωρική δομή δικτύου στους κόμβους της οποίας βρίσκονται άτομα, ιόντα ή μόρια μιας ουσίας.

Για τον χαρακτηρισμό του κρυσταλλικού πλέγματος, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες παράμετροι:

1. κρυσταλλικού πλέγματος E cr [KJ/mol] είναι η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά το σχηματισμό 1 mole κρυστάλλου από μικροσωματίδια (άτομα, μόρια, ιόντα) που βρίσκονται σε αέρια κατάσταση και χωρίζονται μεταξύ τους σε τέτοια απόσταση ώστε να υπάρχει πιθανότητα η αλληλεπίδραση αποκλείεται.
2. Σταθερά πλέγματος d είναι η μικρότερη απόσταση μεταξύ των κέντρων δύο σωματιδίων σε γειτονικές θέσεις του κρυσταλλικού πλέγματος που συνδέονται με .
3. Αριθμός συντονισμού- ο αριθμός των κοντινών σωματιδίων που περιβάλλουν το κεντρικό σωματίδιο στο διάστημα και συνδυάζονται με αυτό μέσω ενός χημικού δεσμού.

Η βάση του κρυσταλλικού πλέγματος είναι το μοναδιαίο κελί, το οποίο επαναλαμβάνεται στον κρύσταλλο άπειρες φορές.

Το κελί μονάδας είναι η μικρότερη δομική μονάδα ενός κρυσταλλικού πλέγματος, το οποίο εμφανίζει όλες τις ιδιότητες της συμμετρίας του.

Με απλά λόγια, ένα κελί μονάδας μπορεί να οριστεί ως ένα μικρό μέρος ενός κρυσταλλικού πλέγματος, το οποίο εξακολουθεί να αποκαλύπτει τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα των κρυστάλλων του. Τα χαρακτηριστικά ενός κελιού μονάδας περιγράφονται χρησιμοποιώντας τρεις κανόνες Brevet:

• η συμμετρία της μονάδας κυψέλης πρέπει να αντιστοιχεί στη συμμετρία του κρυσταλλικού πλέγματος.
• ένα κελί μονάδας πρέπει να έχει τον μέγιστο αριθμό πανομοιότυπων ακμών ΕΝΑ,σι, Μεκαι ίσες γωνίες μεταξύ τους ένα, σι, σολ. ;
• Με την προϋπόθεση ότι πληρούνται οι δύο πρώτοι κανόνες, το κελί μονάδας πρέπει να καταλαμβάνει έναν ελάχιστο όγκο.

Για να περιγράψει το σχήμα των κρυστάλλων, χρησιμοποιείται ένα σύστημα τριών κρυσταλλογραφικών αξόνων α, β, γ,οι οποίοι διαφέρουν από τους συνηθισμένους άξονες συντεταγμένων στο ότι είναι τμήματα ορισμένου μήκους, οι γωνίες μεταξύ των οποίων a, b, g μπορεί να είναι είτε ευθείες είτε έμμεσες.

Μοντέλο κρυσταλλικής δομής: α) κρυσταλλικό πλέγμα με επισημασμένη μονάδα κυψέλης. β) μοναδιαίο κελί με χαρακτηρισμούς γωνιών όψεων

Το σχήμα ενός κρυστάλλου μελετάται από την επιστήμη της γεωμετρικής κρυσταλλογραφίας, μία από τις κύριες διατάξεις της οποίας είναι ο νόμος της σταθερότητας των γωνιών όψεων: για όλους τους κρυστάλλους μιας δεδομένης ουσίας, οι γωνίες μεταξύ των αντίστοιχων όψεων παραμένουν πάντα οι ίδιες.

Εάν πάρετε έναν μεγάλο αριθμό στοιχειωδών κυψελών και γεμίσετε έναν συγκεκριμένο όγκο με αυτά σφιχτά μεταξύ τους, διατηρώντας τον παραλληλισμό των όψεων και των άκρων, τότε σχηματίζεται ένας ενιαίος κρύσταλλος με ιδανική δομή. Αλλά στην πράξη, πιο συχνά υπάρχουν πολυκρυστάλλοι στους οποίους υπάρχουν κανονικές δομές εντός ορισμένων ορίων, κατά μήκος των οποίων ο προσανατολισμός της κανονικότητας αλλάζει απότομα.

Ανάλογα με την αναλογία των μηκών των άκρων a, b, c και των γωνιών a, b, g μεταξύ των επιφανειών της μονάδας κυψέλης, διακρίνονται επτά συστήματα - οι λεγόμενες κρυσταλλικές συγγονίες. Ωστόσο, ένα στοιχειώδες κελί μπορεί επίσης να κατασκευαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να έχει πρόσθετους κόμβους που βρίσκονται εντός του όγκου του ή σε όλες τις όψεις του - τέτοια πλέγματα ονομάζονται σωματοκεντρικά και πρόσωπα-κεντρικά, αντίστοιχα. Εάν οι πρόσθετοι κόμβοι βρίσκονται μόνο σε δύο αντίθετες όψεις (πάνω και κάτω), τότε πρόκειται για ένα πλέγμα με κέντρο τη βάση. Λαμβάνοντας υπόψη τη δυνατότητα πρόσθετων κόμβων, υπάρχουν συνολικά 14 τύποι κρυσταλλικών δικτυωμάτων.

Το εξωτερικό σχήμα και τα χαρακτηριστικά της εσωτερικής δομής των κρυστάλλων καθορίζονται από την αρχή της πυκνής «συσκευασίας»: η πιο σταθερή και επομένως η πιο πιθανή δομή θα είναι αυτή που αντιστοιχεί στην πιο πυκνή διάταξη σωματιδίων στον κρύσταλλο και στο που παραμένει ο μικρότερος ελεύθερος χώρος.

Τύποι κρυσταλλικών δικτυωμάτων

Ανάλογα με τη φύση των σωματιδίων που περιέχονται στους κόμβους του κρυσταλλικού πλέγματος, καθώς και με τη φύση των χημικών δεσμών μεταξύ τους, υπάρχουν τέσσερις κύριοι τύποι κρυσταλλικών δικτυωμάτων.

Ιωνικά πλέγματα

Τα ιοντικά πλέγματα κατασκευάζονται από διαφορετικά ιόντα που βρίσκονται σε θέσεις πλέγματος και συνδέονται με δυνάμεις ηλεκτροστατικής έλξης. Επομένως, η δομή του ιοντικού κρυσταλλικού πλέγματος θα πρέπει να διασφαλίζει την ηλεκτρική του ουδετερότητα. Τα ιόντα μπορεί να είναι απλά (Na +, Cl -) ή σύνθετα (NH 4 +, NO 3 -). Λόγω του ακορέστου και της μη κατευθυντικότητας των ιοντικών δεσμών, οι ιονικοί κρύσταλλοι χαρακτηρίζονται από μεγάλους αριθμούς συντονισμού. Έτσι, στους κρυστάλλους NaCl, οι αριθμοί συντονισμού των ιόντων Na + και Cl - είναι 6 και τα ιόντα Cs + και Cl - σε έναν κρύσταλλο CsCl είναι 8, αφού ένα ιόν Cs + περιβάλλεται από οκτώ ιόντα Cl - και κάθε Cl - Το ιόν περιβάλλεται από οκτώ ιόντα Cs, αντίστοιχα. + . Τα ιοντικά κρυσταλλικά πλέγματα σχηματίζονται από μεγάλο αριθμό αλάτων, οξειδίων και βάσεων.

Οι ουσίες με δικτυώματα ιοντικών κρυστάλλων έχουν σχετικά υψηλή σκληρότητα, είναι αρκετά πυρίμαχες και μη πτητικές. Αντίθετα, οι ιοντικές ενώσεις είναι πολύ εύθραυστες, επομένως ακόμη και μια μικρή μετατόπιση στο κρυσταλλικό πλέγμα φέρνει παρόμοια φορτισμένα ιόντα το ένα στο άλλο, η απώθηση μεταξύ των οποίων οδηγεί στη διάσπαση των ιοντικών δεσμών και, κατά συνέπεια, στην εμφάνιση ρωγμών στον κρύσταλλο ή στην καταστροφή του. Στη στερεά κατάσταση, οι ουσίες με ιοντικό κρυσταλλικό πλέγμα είναι διηλεκτρικές και δεν μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα. Ωστόσο, όταν τήκονται ή διαλύονται σε πολικούς διαλύτες, ο γεωμετρικά σωστός προσανατολισμός των ιόντων μεταξύ τους διαταράσσεται, οι χημικοί δεσμοί αρχικά εξασθενούν και στη συνέχεια καταστρέφονται και ως εκ τούτου αλλάζουν και οι ιδιότητες. Κατά συνέπεια, τόσο τα τήγματα ιοντικών κρυστάλλων όσο και τα διαλύματά τους αρχίζουν να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα.

Ατομικά πλέγματα

Αυτά τα πλέγματα κατασκευάζονται από άτομα συνδεδεμένα μεταξύ τους. Αυτοί, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε τρεις τύπους: δομές πλαισίου, πολυεπίπεδες και αλυσίδες.

Δομή πλαισίου έχει, για παράδειγμα, διαμάντι - μια από τις πιο σκληρές ουσίες. Χάρη στον υβριδισμό sp 3 του ατόμου άνθρακα, κατασκευάζεται ένα τρισδιάστατο πλέγμα, το οποίο αποτελείται αποκλειστικά από άτομα άνθρακα που συνδέονται με ομοιοπολικούς μη πολικούς δεσμούς, οι άξονες των οποίων βρίσκονται στις ίδιες γωνίες δεσμού (109,5 o).

Πολυεπίπεδες δομές μπορούν να θεωρηθούν ως τεράστια δισδιάστατα μόρια. Οι πολυεπίπεδες δομές χαρακτηρίζονται από ομοιοπολικούς δεσμούς μέσα σε κάθε στρώμα και ασθενείς αλληλεπιδράσεις van der Waals μεταξύ γειτονικών στρωμάτων.

Ένα κλασικό παράδειγμα ουσίας με στρωματοποιημένη δομή είναι ο γραφίτης, στον οποίο κάθε άτομο άνθρακα βρίσκεται σε κατάσταση υβριδισμού sp 2 και σχηματίζει τρεις ομοιοπολικούς δεσμούς s με τρία άλλα άτομα C σε ένα επίπεδο. Τα ηλεκτρόνια τέταρτου σθένους κάθε ατόμου άνθρακα είναι μη υβριδοποιημένα, λόγω των οποίων πολύ αδύναμοι δεσμοί van der Waals μεταξύ των στρωμάτων. Επομένως, όταν εφαρμόζεται ακόμη και μια μικρή δύναμη, τα μεμονωμένα στρώματα αρχίζουν εύκολα να γλιστρούν το ένα κατά μήκος του άλλου. Αυτό εξηγεί, για παράδειγμα, την ικανότητα του γραφίτη να γράφει. Σε αντίθεση με το διαμάντι, ο γραφίτης άγει καλά τον ηλεκτρισμό: υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου, τα μη εντοπισμένα ηλεκτρόνια μπορούν να κινηθούν κατά μήκος του επιπέδου των στρωμάτων και, αντίθετα, ο γραφίτης σχεδόν δεν μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα στην κάθετη κατεύθυνση.

Δομές αλυσίδας χαρακτηριστικό, για παράδειγμα, του οξειδίου του θείου (SO 3) n, της κιννάβαρης HgS, του χλωριούχου βηρυλλίου BeCl 2, καθώς και πολλών άμορφων πολυμερών και ορισμένων πυριτικών υλικών όπως ο αμίαντος.

Υπάρχουν σχετικά λίγες ουσίες με την ατομική δομή των κρυσταλλικών δικτυωμάτων. Αυτές είναι, κατά κανόνα, απλές ουσίες που σχηματίζονται από στοιχεία των υποομάδων IIIA και IVA (Si, Ge, B, C). Συχνά, οι ενώσεις δύο διαφορετικών μη μετάλλων έχουν ατομικά πλέγματα, για παράδειγμα, μερικά πολύμορφα χαλαζία (οξείδιο του πυριτίου SiO 2) και καρβορούνδιο (καρβίδιο του πυριτίου SiC).

Όλοι οι ατομικοί κρύσταλλοι διακρίνονται από υψηλή αντοχή, σκληρότητα, ανθεκτικότητα και αδιαλυτότητα σχεδόν σε κάθε διαλύτη. Αυτές οι ιδιότητες οφείλονται στη δύναμη του ομοιοπολικού δεσμού. Οι ουσίες με ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα έχουν ένα ευρύ φάσμα ηλεκτρικής αγωγιμότητας από μονωτές και ημιαγωγούς έως ηλεκτρονικούς αγωγούς.

Μεταλλικές σχάρες

Αυτά τα κρυσταλλικά πλέγματα περιέχουν άτομα μετάλλου και ιόντα στους κόμβους τους, μεταξύ των οποίων τα ηλεκτρόνια (αέριο ηλεκτρονίων) κοινά σε όλους κινούνται ελεύθερα και σχηματίζουν έναν μεταλλικό δεσμό. Μια ιδιαιτερότητα των μεταλλικών κρυσταλλικών πλεγμάτων είναι οι μεγάλοι αριθμοί συντονισμού τους (8-12), οι οποίοι υποδεικνύουν σημαντική πυκνότητα συσσώρευσης ατόμων μετάλλου. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι οι «πυρήνες» των ατόμων, χωρίς εξωτερικά ηλεκτρόνια, βρίσκονται στο χώρο σαν μπάλες της ίδιας ακτίνας. Για τα μέταλλα, συναντώνται συχνότερα τρεις τύποι κρυσταλλικών δικτυωμάτων: προσωποκεντρικά κυβικά με αριθμό συντονισμού 12, κυβικά στο κέντρο με αριθμό συντονισμού 8 και εξαγωνικά, κλειστά με αριθμό συντονισμού 12.

Τα ειδικά χαρακτηριστικά των μεταλλικών δεσμών και των μεταλλικών δικτυωμάτων καθορίζουν σημαντικές ιδιότητες των μετάλλων όπως τα υψηλά σημεία τήξης, η ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα, η ελασιμότητα, η ολκιμότητα και η σκληρότητα.

Μοριακά πλέγματα

Τα μοριακά κρυσταλλικά πλέγματα περιέχουν μόρια στους κόμβους τους που συνδέονται μεταξύ τους με ασθενείς διαμοριακές δυνάμεις — van der Waals ή δεσμούς υδρογόνου. Για παράδειγμα, ο πάγος αποτελείται από μόρια νερού που συγκρατούνται σε ένα κρυσταλλικό πλέγμα από δεσμούς υδρογόνου. Ο ίδιος τύπος περιλαμβάνει κρυσταλλικά πλέγματα πολλών ουσιών που μεταφέρονται σε στερεά κατάσταση, για παράδειγμα: απλές ουσίες H 2, O 2, N 2, O 3, P 4, S 8, αλογόνα (F 2, Cl 2, Br 2, I 2), «ξηρός πάγος» CO 2, όλα τα ευγενή αέρια και οι περισσότερες οργανικές ενώσεις.

Δεδομένου ότι οι δυνάμεις της διαμοριακής αλληλεπίδρασης είναι πιο αδύναμες από αυτές των ομοιοπολικών ή μεταλλικών δεσμών, οι μοριακοί κρύσταλλοι έχουν μικρή σκληρότητα. Είναι εύτηκτα και πτητικά, αδιάλυτα και δεν παρουσιάζουν ηλεκτρική αγωγιμότητα.