دهکده - آموزش شیمی

انواع و خواص جامدهاي بلوري: 

پنج نوع جامد بلوري مهم وجود دارد. 1- نوع ذرات در هر نوع بلور مشخص است. 2- نيروهاي بين ذرات در هر نوع جامد بلوري معين مي باشند، كه به نوع ذرات سازنده بلور بستگي دارند.

اين جامدهاي بلوري عبارتند از:

1- جامدهاي اتمي: 1- نوع ذرات در بلور، اتم ها 2-  نيروهاي بين ذرات، واندروالس از نوع پراكندگي لوندون  

نيروهاي پراكندگي لوندون اتم هاي منفرد را به هم نگاه مي دارند تا بلور جامد اتمي تشكيل شود. از اين نوع جامد بلوري فقط گازهاي نجيب در حالت جامد را داريم و خواص فيزيكي آن ها حاكي از نيروهاي بسيار ضعيف بين آن هاست. نقاط ذوب و جوش و گرماهاي تبخير و ذوب بسيار پاييني دارند كه به آرامي با جرم مولي افزايش مي يايند. (وبلاگ دهکده، آموزش شیمی)

2- جامدهاي مولكولي: 1- نوع ذرات در بلور، مولكول ها 2- نيروهاي بين ذرات، نيروهاي دوقطبي- دوقطبي، پراكندگي لوندون و پيوند هيدروژني

در جامدهاي مولكولي شبكه بلور را مولكول هاي منفرد اشغال نموده اند. تنوع نيروها از نيروهاي دوقطبي- دوقطبي، پراكندگي لوندون و پيوند هيدروژني در جامدهاي مولكولي وجود دارد، از اين رو خواص فيزيكي آن ها محدوده وسيعي را شامل مي شود. در مواد ناقطبي سهم اصلي به نيروهاي پراكندگي لوندون مربوط مي شود، لذا نقطه ذوب عموماً با جرم مولي افزايش مي يابد. نيروهاي دوقطبي- دوقطبي و پيوندهاي هيدروژني نيز در تركيب هاي مولكولي قطبي اهميت دارند. به جز موادي كه ساده ترين مولكول ها را دارند، نقطه ذوب جامدهاي مولكولي، از جامدهاي اتمي (گازهاي نجيب) بالاتر است. با وجود اين، نيروهاي بين مولكولي نسبتاً ضعيف اند. به همين دليل نقطه ذوب آن ها از نقطه ذوب جامدهاي يوني، فلزي و كوالانسي مشبك كم تر است. تنظيم: بهزاد ميرزائي وبلاگ دهكده آموزش شيمي (وبلاگ دهکده، آموزش شیمی)

3- جامدهاي يوني: 1- نوع ذرات در بلور، يون هاي مثبت و منفي 2- نيروهاي بين ذرات، پيوندهاي يوني

در جامدهاي يوني متبلور شبكه بلور كل ذرات (يون هاي مثبت و منفي) را شامل مي شود. از اين رو نيروهاي بين ذره اي (پيوندهاي يوني) بسيار قوي تر از نيروهاي واندرالسي در جامدهاي اتمي و مولكولي است. براي اين كه جاذبه ها بيشترين مقدار ممكن باشد، هر كاتيون با بيشترين تعداد آنيون ممكن احاطه مي شود و برعكس. براي اين منظور يون هاي كوچك تر در فضاهايي (حفره هايي) قرار مي گيرند كه از چيدمان يون هاي بزرگ تر ايجاد شده است. خواص جامدهاي يوني مستقيماً به انرژي شبكه بسيار بالا مربوط مي شود. بنابر اين جامدهاي يوني اغلب نقطه ذوب بالا و هدايت الكتريكي ضعيفي دارند. موقعي كه گرماي زيادي مهيا شده و يون ها انرژي جنبشي كافي براي رها شدن از موقعيت خود به دست آورند، جامد ذوب مي شود و يون هاي متحرك جريان برق را هدايت خواهند كرد. از آن جا كه تغيير موقعيت تعداد بسيار زيادي يون كه با يك ديگر جاذبه دارند به انرژي زيادي نياز دارد، جامدهاي يوني بسيار سخت اند. اگر نيروي كافي براي حركت يون ها اعمال شود، يون هاي هم بار به يك ديگر نزديك شده و نيروي دافعه آن ها موجب شكستن بلور در راستاي معين مي شود.

4- جامدهاي فلزي:  1- نوع ذرات در بلور، اتم هاي فلزي 2- نيروهاي بين ذرات، پيوند فلزي

به عكس نيروهاي ضعيف پراكندگي لوندون بين اتم ها در جامدهاي اتمي، نيروي قدرتمند پيوند فلزي، اتم هاي منفرد را در جامد فلزي كنار هم نگه مي دارد. خواص فلزي شامل، هدايت الكتريكي و گرمايي بالا، درخشندگي و چكش خواري از وجود الكترون هاي نامستقر لايه ظرفيت ناشي مي شود كه ويژگي اساسي پيوند فلزي است. فلزها محدوده نقطه ذوب و سختي گسترده اي دارند كه اين خواص به فشردگي يون ها در ساختار بلور و تعداد الكترون هاي ظرفيت موجود براي تشكيل پيوند فلزي بستگي دارد.

5- جامدهاي كوالانسي مشبك (جامدهاي كوالانسي):  1- نوع ذرات در بلور، اتم ها 2- نيروي بين ذرات، پيوندهاي كوالانسي (وبلاگ دهکده، آموزش شیمی)

در اين نوع ساختار بلوري ذرات مجزايي وجود ندارد، به جاي آن پيوندهاي كوالانسي قوي اتم ها را در سراسر شبكه بلور كنار هم نگاه مي دارد. در نتيجه چنين پيوندهاي قوي، اين جامدها همگي نقاط ذوب و جوش بسيار بالايي دارند، اما هدايت الكتريكي و سختي آن ها به نحوه اتصال پيوندها بستگي دارد. دو دگر شكل كربن، الماس و گرافيت نمونه هايي از جامدهاي كوالانسي مشبك هستند. گرافيت از بسته اي از ورقه هاي صاف متشكل از حلقه هاي شش ضلعي كربن تشكيل شده است كه يك الكترون از هر اتم كربن در كل صفحه نامستقر بوده موجب هدايت الكتريكي گرافيت مي شود. ورقه ها با نيروهاي پراكندگي لوندون برهمكنش دارند و ناخالصي هايي مانند 2O بين ورقه ها قرار مي گيرند كه در نتيجهِ آن، ورقه ها به آساني روي هم ديگر سُر مي خورند كه موجب نرمي گرافيت مي شود. در الماس هر اتم كربن به صورت چهار وجهي با چهار كربن ديگر متصل است. وجود پيوندهاي ساده يگانه در سراسر بلور موجب مي شود كه الماس سخت ترين ماده طبيعي شناخته شده باشد. تنظيم: بهزاد ميرزائي وبلاگ دهكده آموزش شيمي

در جدول زير مشخصات انواع جامدهاي بلوري آورده شده است.

تنظيم: بهزاد ميرزائي وبلاگ دهكده آموزش شيمي

منبع: اصول شيمي عمومي مارتين سيلبربرگ، ترجمه دكتر مجيد ميرمحمد صادقي، دكتر غلامعباس پارسافر، دكتر محمدرضا سعيدي