Chemia14

\ /,in)wno sinika rombowa, jak i siarka jediinskosii.i . budowane są we wnati/ kryształu z pierścieniowych cząslee/ck S,_;. Narysuj wzói przedstawiający strukturę pojedynczego pierścienia siarkowego.

4.    Wyjaśnij, dlaczego diament bardzo trudno się zapala.

5.    Wyjaśnij, dlaczego fosfor biały łatwiej jest zapalić niż czerwony.

(>. Wyjaśnij, dlaczego łatwiej jest przekształcić siarkę rombową w jedno skośną niż grafit w diament.

7. Wyjaśnij, dlaczego diament jest twardy, a grafit miękki.

6.2. Budowa ciał stałych

6.2.1. Typy podstawowych sieci krystalicznych

W czasie krzepnięcia cieczy następuje maksymalne uporządkowań ii cząsteczek, dlatego ciała stałe występują w postaci kryształów. Oznacza to, że mają bardzo regularną, uporządkowaną budowę wewnętrzną. Ich atomy, jony i cząsteczki układają się w przestrzenną sieć krystaliczną Od struktury tej sieci zależą właściwości fizyczne i kształt kryształu, na przykład zdolność do pękania wzdłuż określonych płaszczyzn (zwanych płaszczyznami łupliwości), a nie w sposób przypadkowy, jak to się dzieje przy tłuczeniu szkła.

Bardzo ważną cechą kryształów jest ich symetria. Jeśli dysponujemy dobrze wykształconym kryształem, możemy wyodrębnić w nim pewne elementy symetrii: oś obrotu, płaszczyznę symetrii i środek symetrii Elementy symetrii pozwalają zaklasyfikować kryształ do danej grupy krystalograficznej, czyli przypisać mu określony typ sieci przestrzennej Zc względu na liczbę i rodzaj występujących elementów symetrii wydzie łono 6 układów krystalograficznych: regularny, tetragonalny, rombowy, heksagonalny, jednoskośny i trójskośny. Niekiedy z układu heksagonal nego wyodrębnia się jeszcze siódmy układ nazywany romboedrycznym Przypisanie kryształu danego związku do konkretnego układu polega na znalezieniu odpowiedniej liczby elementów symetrii, charakterystycz nych dla danej grupy.

W    t.II Ile

Na przykład kryształ chlorku sodu ma wiele elementów symetrii: 3 osie czterokrotne (os czterokrotna oznacza, że po obrocie o kąl 90" wszystkie elementy bryły nałożą się na miejsca pozostawione przez poprzednie elementy), 4 osie trójkrotne, 6 osi dwukrotnych, 9 pląs/ czyzn symetrii i środek symetrii.

Obecność w tym krysztale czterech osi imj krotnych decyduje, że należy on do układu regli łaniego. (’hoć wiemy z doświadczenia, żc po szczególne kryształki ehloiku sodu mogą się różnić od siebie pewnymi s/i egulami dzicji

u; l;ik ii.i skulrI lokalnych limlności / wytworzeniem jakiegoś fragmen iii ściany jednak skrnpulalna analiza ich elementów sy mci iii pozwala udowodnić, że wszystkie odpowiadaj;) tej samej sieci krystalograficznej.

Analiza sieci przestrzennej kryształu pozwala na wyodrębnienie fragmentu, który przesuwany o odpowiednią odległość pozwala odtworzyć ■ alą sieć. Taki wycinek sieci nazywamy komórką elementarną. Typy komórek elementarnych są przypisane do poszczególnych układów krystalograficznych (ryc. 6.15).

Uyc. 6.15. Komórki elementarne niektórych typów sieci krystalicznych (na górze) i odpowiadające im kształty kryształów (na dole).

Analizując olo menty symetrii kryształu, moż na określić Jntjo strukturę we wnętrzu;).

Kształt komórki elementarnej ma ścisły związek z wyglądem hodowanego kryształu, natomiast niewiele mówi o siłach jakimi działają na siebie atomy, cząsteczki czy jony tworzące kryształ. Jeżeli uporządkujemy kryształy pod względem wiązań tworzących sieć, to otrzymamy kryształy: .i) jonowe, l>) kowalencyjne, n) molekularne, d) metaliczne.

Wśród występujących w przyrodzie kryształów niewiele znajdziemy mkich, które mają sieci wyłącznie jonowe czy kowalencyjne. Najczęściej potykamy sieci jonowo-kowalencyjne.

Uporządkowane ułożenie atomów czy cząsteczek w sieci może spowodować pojawienie się zależności niektórych cech kryształu od kierunku, w jakim badamy daną cechę: kryształ ma na przykład w jednym kierunku większą odporność na działanie mechaniczne, także rozszerzalność cieplna kryształów, ich cechy optyczne, magnetyczne ilp. bywa ią różne w rożnych kierunkach. Kryształy wykazujące zależność cech od kici miku badania nazywamy kryształami anizotropowymi, leg,o typu cechy -.powodow am i lo/ną silą wią/an występujących między clcmeii I atm '.irt i