If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание

Молекулни твърди вещества

Молекулните твърди вещества са съставени от дискретни молекули, свързани в едно от междумолекулни сили. Понеже тези взаимодействия са сравнително слаби, молекулните твърди вещества са меки и имат ниски до средни точки на топене. Молекулните твърди вещества също са лоши проводници на електричество, понеже валентните им електрони се държат здраво от всяка отделна молекула. Създадено от Сал Кан.

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Все още няма публикации.
Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.

Видео транскрипция

Нека поговорим малко за молекулярните твърди вещества. Като малко преговор, говорихме за йонни твърди вещества, в които йоните образуват решетки. Това тук може да са положителни йони, после имаш отрицателните йони. Отрицателните йони са привлечени към положителните. Положителните са привлечени към отрицателните. И тук показвам само двуизмерна версия, но те образуват триизмерна решетка. Това е йонно твърдо вещество. Също сме виждали метални твърди вещества, при които имаш метали, всеки от техните атоми допринася своите валентни електрона към морето от електрони. И получаваш тези положителни катиони, които са в това море от електрони. Разгледахме свойствата на металите – отлично провеждане на електричество, ковкост, т.н. Това, което ще направим, е да говорим какво се случва, когато имаш неметали. Неметалите – можеш да ги видиш в жълто тук в периодичната система – те включват и водорода. И, разбира се, благородните газове също са неметали, но те не са много рекативни. Ще говорим за реактивните неметали. Техните атоми могат да образуват молекули помежду си. Например, един йоден атом може да се свърже с друг йоден атом с ковалентни връзки и може да имаш молекула като I2. Имаш съединения като въглероден диоксид. Всеки въглероден атом може да се свърже с два кислородни. Всички тези молекули, са образувани чрез ковалентни връзки между неметали. Когато говорим за молекулярни твърди вещества, говорим за поставяне на куп от тези в едно. Да кажем, че поставяме голям брой йодни молекули на едно място, тогава междумолекулните сили при достатъчно ниска температура са достатъчни, за да задържат тези молекули като твърдо вещество. Какво имам предвид под това? Нека разгледаме няколко примера. Това тук е снимка на твърд йод и начинът, по който е изграден той, е, че съдържа тези йодни молекули... Всяка от тези йодни молекули е образувана от ковалентна връзка между два йодни атома. Причината това да е твърдо вещество е че има достатъчно дисперсионни сили. Говорихме за тези дисперсионни сили (на Лондон), които са следствие на това, че временни диполи индуцират диполи в съседни молекули. Например, на съвсем случаен принцип, за момент може да имаш повече електрони в този край на тази йодна молекула, което създава частично отрицателен заряд. И после това означава, че някои от електроните в този край на тази съседна йодна молекула може да бъде отблъснат от този отрицателен заряд, така че се получава частично положителен заряд. И имаш временен дипол, индуциращ дипол в съседната молекула, а после те се привличат взаимно, което описахме като дисперсионни сили. И при достатъчно ниски температури това държи заедно тези молекули под формата на твърдо вещество. Важно е да изтъкнем, че винаги казвам достатъчно ниска температура, понеже тези молекулярни твърди вещества, тъй като са държани в едно само от връзки, които не са ковелентни – ковалентните връзки образуват самата молекула – различните молекулите се държат заедно от тези доста слаби дисперсионни сили, така че имат сравнително ниски точки на топене. Например твърдият йод тук има точка на топене, от 113,7 градуса по Целзий. Знам какво си казваш. Това не е толкова ниско. Това е по-високо от температурата, при която водата кипи. Ще е доста неприятно за всеки от нас температура от 113,7 градуса по Целзий. Но това е сравнително ниска температура, когато говориш за твърди вещества. Помисли за температурите, които са необходими за стапяне на, да кажем, трапезна сол. Говорихме за това. Помисли за температурата, която е нужна за стапяне на желязо. Тук говориш за стотици градуси, а при някой твърди вещества и за хиляди градуси по Целзий. Това е много по-ниско. И, като общ принцип, молекулните твърди вещества по принцип имат сравнително ниски точки на топене. Колко добри мислиш ще са те като проводници на електричество? Спри видеото и помисли за това. За да са добри проводници на електричество, някак зарядът трябва да се движи през твърдото вещество. И, за разлика от металните твърди вещества, тук нямаш морето от електрони, които могат да се местят наоколо, така че те са лоши проводници на електричество. Ако искаш да видиш друг пример за молекулно твърдо вещество, това тук е твърд въглероден диоксид, често познат като сух лед. Виждаш, че във всяка от тези молекули един въглероден атом е свързан с два кислородни атома. Има двойна връзка между въглерода и всеки от тези кислородни атоми. Това са ковалентни връзки, които образуват всяка от тези молекули. Но това, което държи молекулите свързани една с друга, са, отново, тези дисперсионни сили. И тези сили между молекулите са толкова слаби, че твърдият въглероден диоксид дори не се топи. Той не преминава в течно състояние. Ако го нагрееш достатъчно, че да преодолееш тези междумолекулни сили, тези дисперсионни сили, той ще сублимира, което означава, че преминава директно от твърдо в газообразно състояние и прави това при много ниска температура. Сублимира при -78,5 градуса по Целзий. Ако работиш със сух лед, което не препоръчвам без ръкавици, понеже ще нарани кожата ти, ако го докоснеш – направих това наскоро на рождения ден на сина ми, когато играехме със сух лед – не искаш да се закачаш с това нещо, понеже е изключително студено. И при тази температура то ще премине от твърдо вещество – няма дори да се стопи до течно състояние, директно ще премине към газообразно състояние. Последното нещо, което искам да направя, е да помислим защо различните молекулни твърди вещества ще имат различни точки на топене. Нека сравним, например, молекулният йод с молекулния хлор. Всеки от тези елементи може да образува молекулно твърдо вещество. Разгледахме йода преди няколко минути. Кое от тези вещества според теб ще образува молекулни твърди вещества с по-висока точка на топене? Спри видеото и помисли. Както говорихме, всяка от молекулите е образувана от ковалентни връзки между два атома и това, което държи твърдото вещество в едно, са тези дисперсионни сили. В по-ранни видеа, когато за пръв път говорихме за дисперсионни сили, говорихме за временни диполи и индуцирани диполи и беше вероятно те да се образуват между по-тежки атоми и молекули, понеже те имат по-големи електронни облаци и са по-поляризуеми. Ако сравниш молекулен йод с молекулен хлор, можеш да видиш, че йодът очевидно е изграден от по-големи атоми и, следователно, е по-голяма молекула, която е по-поляризуема. Тя е по-голяма, което означава, че, общо казано, е по-поляризуема, което означава, че по принцип има по-силни дисперсионни сили, по-силни дисперсионни сили. Напомням, че тези дисперсионни сили са между молекули. Всяка молекула съдържа ковалентна връзка между два йодни атома, а дисперсионните сили са между молекулите. Но понеже това има по-силни дисперсионни сили, бихме очаквали това молекулно твърдо вещество, образувано от йода, да има по-висока точка на топене от молекулно твърдо вещество, образувано от хлора. Тук имам стойностите. Точката на топене на молекулно твърдо вещество, образувано от йода, вече говорихме за това, е 113,7 градуса по Целзий, докато точката на топене на молекулно твърдо вещество, образувано от молекулния хлор, има точка на топене -101,5 градуса по Целзий, което е много под нулата, така че йодът има по-висока точка на топене, понеже има по-силни дисперсионни сили. Както казах, тези дисперсионни сили все пак не са толкова силни. Тази температура не е толкова висока в сравнение с точките на топене на други видове твърди вещества, които сме разглеждали в миналото.