Најважније из лекције
- Агрегатна стања: Ковалентна једињења на собној температури могу бити гасови (\(\text{Cl}_2\), \(\text{NO}_2\), \(\text{H}_2\)), течности (\(\text{H}_2\text{O}\), \(\text{Br}_2\), етанол) и чврсте супстанце (дијамант, јод, сахароза, сумпор).
- Чврсте супстанце: Деле се на кристалне (правилан, уређен распоред честица) и аморфне (неуређена структура, обично у праху: скроб, какао).
- Кристали грађени од атома: Дијамант и графит су изграђени од атома угљеника повезаних јаким ковалентним везама (дијамант одликују изузетна тврдоћа и висока температура топљења).
- Кристали грађени од молекула: Лед (\(\text{H}_2\text{O}\)), јод (\(\text{I}_2\)) и сумпор (\(\text{S}_8\)). Због слабих привлачних сила међу молекулима, јод лако сублимује при загревању.
На собној температури и атмосферском притиску, супстанце са ковалентним везама могу се налазити у сва три агрегатна стања: гасовитом, течном и чврстом.
| Агрегатно стање | Карактеристика честица | Примери |
|---|---|---|
| Гасовито | Молекули су на великом међусобном растојању и слободно се крећу. | Хлор (\(\text{Cl}_2\)), водоник (\(\text{H}_2\)), азот-диоксид (\(\text{NO}_2\)) |
| Течно | Молекули су ближи него код гасова, али се и даље релативно слободно крећу. | Вода (\(\text{H}_2\text{O}\)), бром (\(\text{Br}_2\)), етанол (алкохол) |
| Чврсто | Честице су веома збијене и њихово кретање је ограничено на осциловање. | Сахароза (шећер), јод (\(\text{I}_2\)), лед, дијамант, графит, сумпор (\(\text{S}_8\)) |
Разврстај следеће супстанце на собној температури према агрегатном стању: бром, хлор, сахароза.
- Гасовито: хлор
- Течно: бром
- Чврсто: сахароза (шећер)
Супстанце чврстог агрегатног стања према унутрашњој грађи делимо на кристалне и аморфне.
Кристалне супстанце имају уређену унутрашњу структуру - њихове градивне честице (атоми или молекули) правилно су распоређене у простору и формирају одређене геометријске облике (кристалну решетку).
Аморфне супстанце имају неуређену структуру - њихове честице немају правилан просторни распоред. Најчешће су то прашкасте супстанце.
Примери аморфних супстанци: какао, скроб, различите боје у праху.
Примери кристалних супстанци: дијамант, лед, јод, сумпор, шећер.
Примери кристалних супстанци: дијамант, лед, јод, сумпор, шећер.
Како се називају супстанце чврстог агрегатног стања које имају неуређену структуру и обично се јављају у облику праха?
То су аморфне супстанце (на пример какао или скроб).
Код неких кристалних супстанци градивне честице су атоми повезани јаким ковалентним везама у правилне просторне структуре.
Дијамант је кристални облик угљеника у коме је сваки атом угљеника (\(\text{C}\)) повезан са четири друга атома угљеника јаким неполарним ковалентним везама.
Својства дијаманта су директна последица његове атомске кристалне структуре:
- Изузетно велика тврдоћа (једна од најтврђих супстанци у природи)
- Веома висока температура топљења
- Способност јаког преламања светлости
Графит је такође изграђен искључиво од великог броја атома угљеника, али због другачијег просторног распореда и повезивања атома показује потпуно различита својства од дијаманта (нпр. тамна боја, мекоћа).
Која врста честица изграђује дијамант и којим типом везе су оне повезане?
Дијамант изграђују атоми угљеника повезани неполарним ковалентним везама.
Код молекулских кристалних супстанци, градивне јединице су молекули који су правилно распоређени у простору. Атоми унутар молекула везани су ковалентним везама, док између самих молекула делују привлачне међумолекулске силе.
- Лед: Кристална супстанца у којој су молекули воде (\(\text{H}_2\text{O}\)) правилно распоређени у простору и повезани међумолекулским привлачним силама. Загревањем и топљењем нарушава се кристална структура и лед прелази у течну воду.
- Јод: Кристална супстанца тамнољубичасте боје изграђена од двоатомских молекула јода (\(\text{I}_2\)). Пошто су привлачне силе између молекула слабе, јод при загревању лако директно из чврстог прелази у гасовито агрегатно стање - та појава назива се сублимација.
- Сумпор: Кристална супстанца чије су основне градивне јединице прстенасти молекули састављени од по осам атома сумпора (\(\text{S}_8\)).
Зашто јод при загревању лако сублимује (прелази директно из чврстог у гасовито стање)?
Јод сублимује зато што су привлачне силе између молекула јода (\(\text{I}_2\)) у кристалној решетки веома слабе, па се молекули лако раздвајају већ при малом додавању топлоте.
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Које основне честице изграђују лед, а које дијамант?
- Лед изграђују молекули воде (\(\text{H}_2\text{O}\)).
- Дијамант изграђују атоми угљеника (\(\text{C}\)).
Задатак 2 (средњи): Одреди која су од наведених тврђења тачна, а која нетачна:
а) Скроб је кристална супстанца.
б) На собној температури бром је течног агрегатног стања.
в) Графит и дијамант су изграђени од исте врсте атома.
г) При топљењу леда ковалентне везе унутар молекула воде се раскидају.
а) Скроб је кристална супстанца.
б) На собној температури бром је течног агрегатног стања.
в) Графит и дијамант су изграђени од исте врсте атома.
г) При топљењу леда ковалентне везе унутар молекула воде се раскидају.
а) Нетачно - скроб је аморфна супстанца (прашкасте неуређене структуре).
б) Тачно - бром је на собној температури у течном стању.
в) Тачно - оба су изграђена од атома угљеника.
г) Нетачно - при топљењу се нарушава кристална структура (међумолекулске интеракције), док молекули воде (\(\text{H}_2\text{O}\)) остају очувани.
б) Тачно - бром је на собној температури у течном стању.
в) Тачно - оба су изграђена од атома угљеника.
г) Нетачно - при топљењу се нарушава кристална структура (међумолекулске интеракције), док молекули воде (\(\text{H}_2\text{O}\)) остају очувани.
Задатак 3 (средњи): Супстанца је на собној температури у чврстом стању. Њен молекул је изграђен од осам атома истог хемијског елемента, а честице су правилно распоређене у простору. О којој врсти структуре је реч и која је то супстанца?
Пошто су честице правилно распоређене у простору, у питању је кристална супстанца изграђена од молекула. Супстанца са молекулом од 8 истоврсних атома (\(\text{S}_8\)) је сумпор.
Задатак 4 (тежак): Иако су и дијамант и графит изграђени од истог елемента (угљеника), они имају потпуно различита физичка својства (дијамант је изузетно тврд и провидан, док је графит мекан и тамне боје). Шта је узрок ових разлика?
Узрок је различита унутрашња кристална структура (просторни распоред атома и начин на који су повезани).
Код дијаманта је сваки атом угљеника повезан са четири суседна атома ковалентним везама у чврсту тродимензионалну мрежу, што му даје велику тврдоћу и специфична оптичка својства. Код графита је распоред атома другачији, што доводи до потпуно другачијих својстава. Својства супстанце директно зависе од њене структуре.
Код дијаманта је сваки атом угљеника повезан са четири суседна атома ковалентним везама у чврсту тродимензионалну мрежу, што му даје велику тврдоћу и специфична оптичка својства. Код графита је распоред атома другачији, што доводи до потпуно другачијих својстава. Својства супстанце директно зависе од њене структуре.
