در طبیعت همه چیز از مواد شیمیایی تشکیل شده است. آنها به نوبه خود ساختار پیچیده ای دارند که با چشم غیر مسلح قابل تشخیص نیست. ریزترین ذرات چگونه باید چیده شوند تا یک ترکیب شیمیایی حالت گازی، مایع یا جامد به خود بگیرد؟ این به شبکه کریستالی آن و پیوندهای بین اتم ها بستگی دارد.
شیمی کریستال
از دوره مدرسه معلوم می شود که مواد از مولکول ها و آنها از اتم ها ساخته شده اند. کریستال جسم جامدی است که در شرایط عادی به شکل چندوجهی متقارن به خود می گیرد. نمک ها زمانی می توانند در حالت کریستالی باشند که الزامات لازم برای وقوع آنها برآورده شود (مثلاً دمای معین). نقش اصلی در چنین تحولاتی توسط ساختار ماده شیمیایی مورد مطالعه بازی می شود. حالت تجمع و استحکام آن به شبکه کریستالی آن بستگی دارد.
انواع شبکه های کریستالی
- Ionic.
- فلز.
- مولکولی.
- هسته ای.
ویژگی
ماهیت نوع اول مبتنی بر یک واقعیت شناخته شده است: یون های دارای بار مثبت به سمت یون های دارای بار منفی جذب می شوند و نوعی انباشت متراکم از آنها را تشکیل می دهند و در عین حال یک شبکه کریستالی مربوطه را تشکیل می دهند. اتم هایی که در آنها با یک پیوند یونی به هم متصل شده اند.
بر خلاف مورد قبلی، فلز کریستالی است که در آن اتم ها به طور سست به یکدیگر متصل هستند. در اینجا، هر یک از آنها توسط بسیاری دیگر از همان نوع احاطه شده است. چنین ارتباطی بین فلزات تنها در صورتی می‌تواند رخ دهد که در حالت جامد یا مایع باشند، زیرا در حالت گازی از مولکول‌های تک اتمی تشکیل شده‌اند که در آن اتم‌ها به یکدیگر متصل نیستند.
مولکولی کریستالی است که در آن ذرات فقط به دلیل نیروهای برهمکنش بین مولکولی (مثلاً پیوندهای هیدروژنی در آب) در کنار هم نگه داشته می شوند. مولکول ها توسط بارهای جزئی ("+" به "-" و بالعکس) به یکدیگر جذب می شوند و در نتیجه برهمکنش دوقطبی-دوقطبی ایجاد می شود. اگر این کار با کمک قطبش ذرات انجام شود، در آن صورت یک جابجایی ابرهای الکترونی به مرکز هسته اتم وجود دارد. چنین برهمکنشی القایی نامیده می شود و با ظاهر یک شبکه کریستالی مولکولی شکننده مشخص می شود.
کریستال اتمی یک جسم بسیار قوی است. یک پیوند قطبی کووالانسی قوی در اینجا غالب است. چنین موادی در آب حل نمی شوند و بی بو هستند. یک مثال معروف الماس است که فقط دارای یک شبکه کریستالی اتمی است. علیرغم اینکهالماس، گرافیت و کربن سیاه فرمول یکسانی دارند، آنها تغییرات آلوتروپیک متفاوتی دارند. تفاوت آنها در قدرت با پیوندهای مختلف اتم های کربن در کریستال توضیح داده می شود.
