Поваренная соль (хлорид натрия, формула ) является классическим примером соединения с ионным типом связи и соответствующей кристаллической структурой. Тип химической связи В поваренной соли реализуется ионная связь. Она возникает между атомами с большой разностью электроотрицательностей — типичным металлом (натрий) и типичным неметаллом (хлор):
- Атом натрия ( ) отдает один электрон со своего внешнего энергетического уровня, превращаясь в положительно заряженный катион . Атом хлора ( ) принимает этот электрон, завершая свой внешний уровень, и превращается в отрицательно заряженный анион . Удерживание частиц в структуре происходит за счет электростатического притяжения между противоположно заряженными ионами. Эта связь является ненаправленной и ненасыщаемой, что приводит к формированию трехмерного кристалла, а не отдельных молекул.
Тип кристаллической решетки Поваренная соль имеет ионную кристаллическую решетку. Основные характеристики структуры:
- Геометрия: Решетка является гранецентрированной кубической (ГЦК). В узлах решетки поочередно располагаются ионы и . Координационное число: Для обоих ионов оно равно 6. Это означает, что каждый ион натрия окружен шестью ионами хлора, а каждый ион хлора — шестью ионами натрия, образуя октаэдрическую конфигурацию. Отсутствие молекул: В узлах находятся ионы, а не молекулы. Формула лишь отражает соотношение элементов в кристалле (формульная единица), а не состав отдельной молекулы.
Физические свойства, обусловленные структурой Благодаря прочности ионной связи и стабильности решетки, хлорид натрия обладает следующими свойствами:
- Высокая твердость и хрупкость: Смещение слоев в кристалле приводит к отталкиванию одноименных ионов, из-за чего кристалл раскалывается.
- Высокие температуры плавления и кипения: Требуется значительная энергия, чтобы разрушить электростатическое притяжение между ионами (температура плавления составляет около 801 °C).
- Электропроводность: В твердом состоянии соль является диэлектриком (ионы неподвижны), но в расплаве или водных растворах она хорошо проводит электрический ток за счет появления свободных носителей заряда (электролиты).
- Растворимость: Хорошо растворяется в полярных растворителях (например, в воде) благодаря диполь-ионному взаимодействию.
Я могу составить таблицу сравнения физических свойств веществ с ионной, атомной и молекулярной решетками, чтобы наглядно показать их различия.