Hemijska veza, molekuli i kristali - 2

Dipolni momenat

Elektronski dipolni momenat: u_v = q * l,  u_m = ∑ * u_v

Polarnost višeatomnih molekula zavisi od njihvog oblika: 

      1. linearan - nepolaran molekul - CO₂, CS_2, CCl₄

      2. savijen - polaran molekul - SO₂, H₂O

      3. pirimidalan - SO₃, NH₃

Polaran molekul

Nepolaran molekul

Polarnost molekula

Do polarizacije veze dolazi kada se zajednički elektronski par nalazi u sveri atoma koji ima veći afinitet prema elektronu i jače ga ptivlači.

Polarnost se može odrediti i na osnovu ∆ χ vezanih atoma (elektronegativnost -χ- na osnovu PSE):

     1.  ∆ χ = 0 - nepolarna kovalentna veza

     2.  0 < ∆ χ < 1,7 - polarna kovalentna veza

     3.  ∆ χ > 1,7 - jonska veza

Kristalni sistemi

U čvrtom stanju kovalentna jedinjenja grade molekulske kristalne rešetke.

Materijalne ( kristalne) sisteme možemo klasifikovati u nekoliko grupa:

   1. molekulski kristali - led, čvrsti CO2, čvrti HCl, beli fosfor;

   2. atomski kristali - Si, dijamant, crveni fosfor;

   3. jonski kristali - NaCl, ZnCl2, NaNO3;

   4. metalni kristali - Au, Ag, Cu, Zn, Fe;

Neke supstance u čvrstom stanju nemaju kristalne strukture, već predstavljaju takozvane amforne supstance (amforni sumpor, amgorni ugljenik, proteini nerastvorni u vodi, staklo, razne vrste smola itd.).

Od svih kristalnih sistema najstabilniji su jonski sistemi zbog veoma jakih jonskih (elektrostatičkih) privlačnih sila. Od molekulskih kristala su stabilniji oni koji grade polarne supstance.

Izgradnja kristala

Kristali imaju određeni geometrijski oblik, poput geometrijskih tela čije su ravni pod tačno datim uglom. Ovaj ugao je karakterističan za određenu vrstu kristala. Spoljašnji geometrijski oblik kristala uslovljen je unutrašnjom strukturom - pravilnim rasporedom strukturnih jedinica koje mogu biti joni, atomi ili molekuli. Najmanji deo kristala se zove elementarna ćelija kristala.Povezivanjem elementarnih ćelija kristal "raste" i najstaje kristalna (prostrana) rešetka.

Atomska struktura materije

Agregatna stanja materije

Atomi su osnovne strukturne jedinice materije.  To su najmanje čestice hemijskog elementa koje mogu učestvovati u različitim kombinacijama međusobnog povezivanja pri hemijskim reakcijama. Jednoj atomskoj vrsti odgvara tačno jedan hemijski element.

Kada se po dva ili više atoma iste ili različitih vrsta međusobno povežu (hemijskim putem) onda nastaju nove čestice koje se nazivaju molekuli. Kada su atomi iste vrste sjedinjeni nastaju molekuli elementa, a u suprotnom molekuli jedinjenja.

U zavisnosti od uslova (kohezione sile, pritisak i temperatura) supstance u prrodi mogu postojati u tri osnovna agregatna stanja materije: u gasovitom, tečnom i čvrstom. Prelaz supstance iz jednog u drugo agregatno stanje praćen je povećanjem ili smanjenjem rastojanja među molekulima, ali se priroda supstanci ne menja.

Gasovito agregatno stanje (g) materije se odlikuje haotičnim kretanjem molekula sa velikim brzinama uz mnoštvo međusobnih sudara. Privlačne sile među molekulima daleko su slabije nego u tečnom i čvrstom agregatnom stanju. Haotično kretanje je razlog što gasovite supstance nemaju stalan oblik i zapeminu, vać zauzimaju oblik suda u kom se nalaze.

Tečno agregatno stanje (l) nastaje ili kondenzovanjem gasovitih supstanci ili topljenjem čvrstih supstanci. I molekuli tečnosti se haotično kreću ali u daleko manjem stepenu nego što je to slučaj sa gasovima. Tečnosti imaju stalnu zapreminu.

Čvrsto agregatno stanje (s) karakteriše se stalnim oblikom i stalnom zapreminom tela koja su izgrađena od jedne ili više različitih supstanci. Čestice (molekuli, atomi i joni) koje izgrađuju čvrsto agregatno stanje povezane su međusobno veoma jakim privlačnim silama. U većini slučajeva čiste čvrste supstance imaju pravilan geometrijski oblik koji se ispoljava u vidurazličitih klasa kristala.

Struktura atoma

Atom se sastoji od pozitivno naelektrisanog jezgra i elektronskiog omotača koji sadrži istu količinu negativnog naelektrisanja, te je atom u celini elektroneutralan. 

N(p+) = N(e-)

Jezgro atoma se nalazi u središtu atoma i sastoji se od protona i neutrona koje jednim imenom nazivamo nukleoni.

Svaki atom je definisan atomskim brojem (Z) i masenim brojem (A). 

Broj protona u jezgru nekog atoma jednak je atomskom broju tog elementa: Z = N(p+).

Zbir protona i neutrona u jezgru daje maseni broj: A = N(p+) + N(n)

Broj neutrona jednak je razlici masenog i atomskog broja: N(n) = A - Z

Izotopi - atomi istog elementa koji imaju isti broj protona, a različit broj neutrona, tj. to su isti elementi koji imaju isti redni broj (Z), a različiti maseni broj (A).

Izobari - atomi različitih elemenata čiji je zbir protona i neutrona jednak, tj. to su elementi koji imaju isti maseni broj (A), a različiti redni broj (Z).

Izotoni - atomi različitih elemenata koji imaju jednak broj neutrona.