Хімія. Рівень стандарту. 11 клас. Попель

§ 8. Кристалічні та аморфні речовини

Матеріал параграфа допоможе вам:

  • дізнатися про два стани твердих речовин — кристалічний і аморфний;
  • розрізняти кристалічні та аморфні речовини за деякими властивостями.

Кухонна сіль, цукор, борошно, крохмаль — важливі харчові продукти. Кожний із вас щодня або періодично стикається з ними і знає, що сіль і цукор складаються з кристаликів, а борошно і крохмаль — із дрібних часточок, не схожих на кристали. Це підтверджується й при розгляданні двох останніх речовин у мікроскоп.

Для твердих речовин існують кристалічний і аморфний1 стани.

1 Термін походить від грецького слова amorphos — безформний.

Кристалічні речовини. У 8 класі під час ознайомлення зі сполуками, які складаються з йонів, ви дізналися, що вони утворюють кристали (мал. 11). Кристал — це самоутворене тверде тіло, що має плоскі грані та прямі ребра.

Мал. 11. Зразки мінералів

Кристали кухонної солі мають вигляд кубиків, а цукру — складнішу форму. Найменші частинки речовин — йони Na+ і Сl- в солі, молекули С12Н22О11 в цукрі — розміщені в кристалах у чіткому порядку, який повторюється в різних напрямках.

Модель внутрішньої будови кристала називають кристалічними ґратками. Це — схема чи макет розміщення найменших частинок у невеликому об’ємі кристала. Відповідно до будови речовин розрізняють йонні, молекулярні та атомні кристалічні ґратки (мал. 12).

Мал. 12. Кристалічні гратки (кулестержневі моделі)

Кульки якого кольору на малюнку 12 відповідають атомам Карбону, Силіцію та Оксигену?

Цікаво знати

Будову кристалічних речовин вивчають, досліджуючи відбиття кристалами рентгенівських променів.

За звичайних умов або низьких температур у кристалічному стані перебуває більшість простих речовин, неорганічних сполук, а серед органічних речовин — переважно ті, які складаються з невеликих молекул.

Аморфні речовини. У багатьох речовинах молекули, атоми розміщені не впорядковано, а хаотично. Це — аморфні речовини (мал. 13); за такою особливістю будови вони нагадують рідину.

Мал. 13. Будова кристалічної (а) та аморфної (б) речовин

В аморфних речовинах і рідинах існує лише «ближній» порядок у розміщенні найменших частинок, а «дальнього» порядку немає. Наприклад, водневий зв’язок відповідним чином орієнтує сусідні молекули полісахаридів, білків, а про міжмолекулярну взаємодію у воді вам уже відомо.

Аморфними є вищі карбонові кислоти, полісахариди, жири, білки, багато полімерів. Приклад аморфної неорганічної речовини — скло. З нього можна виготовити предмет симетричної форми, який не відрізнити від кристала. Якщо ж його розбити, отримаємо безформні уламки, а не дрібні кристалики. Таким самим буде результат і з бурштиновим кубиком.

Фізичні властивості. Кристалічні та аморфні речовини різняться за деякими фізичними властивостями. Кристалічна речовина, яка при нагріванні не розкладається, має певну температуру плавлення, а аморфна речовина плавиться у відповідному температурному інтервалі. Наприклад, скло при сильному нагріванні спочатку розм’якшується (при цьому його температура продовжує зростати), а потім повністю перетворюється на в’язку рідину. Твердість, оптичні властивості аморфних речовин, на відміну від властивостей кристалічних речовин, не залежать від того, в якому напрямку діє зовнішня сила або звідки надходить промінь світла, і є однаковими в усіх напрямках.

Цікаво знати

Силіцій(ІV) оксид існує як у кристалічному стані (мінерал кварц), так і в аморфному (кварцове скло).

ВИСНОВКИ

Для твердих речовин існують кристалічний і аморфний стани. Кристал — самоутворене тверде тіло із плоскими гранями і прямими ребрами. Модель будови кристала називають кристалічними ґратками. У кристалі атоми, молекули або йони розміщені в чіткому порядку, а в аморфній речовині — переважно хаотично.

Кристалічна речовина плавиться за певної температури, а аморфна — у відповідному інтервалі температур.

  • 64. Які основні агрегатні стани речовин вам відомі? Наведіть 2—3 приклади речовин, які можуть існувати в кожному із цих станів. За потреби знайдіть відповідну інформацію в інтернеті.
  • 65. Використавши зображення кристалічних ґраток натрій хлориду (мал. 12), визначте, скільки йонів Сl- оточує кожний йон Na+ у кристалі солі й скільки йонів Na+ оточує кожний йон Сl-.
  • 66. Лимонна кислота є кристалічною речовиною. Які частинки — атоми, молекули, йони — містяться в кристалі цієї сполуки?
  • 67. Кристалічні ґратки яких типів відповідають барій гідроксиду, алюміній сульфату, графіту, фосфор(V) оксиду (істинна формула сполуки — Р4O10)?
  • 68. Уявімо, що твердий жир не містить домішок і є чистою речовиною. За певної температури чи в певному температурному інтервалі він має плавитись? Відповідь обґрунтуйте.