3. Chemická vazba. Slabé vazebné interakce. Krystaly

Základní buňka = základní stavební jednotka krystalu (nejmenší)

• Má určitou souměrnost = symetrie

• Základní uspořádání se projeví v souměrnosti krystalu

Druhy soustav podle souměrnosti krystalů:

Trojklonné, jednoklonné, kosočtverečné, klencové, šesterečné, čtverečné, krychlové

Druhy krystalů podle uplatnění v chemické vazbě:

• Kovalentní krystaly

• Iontové krystaly

• Molekulové krystaly

• Kovové krystaly

Iontové krystaly

- pravidelně uspořádané ionty − ty jsou vázány mezi sebou iontovou vazbou, každý ion je obklopen co největším počtem opačně nabitých iontů

− Typické vlastnosti iontových sloučenin

• elektrostatické síly poutající ionty v krystalech jsou velké – velké teploty tání

• roztoky a taveniny vedou elektrický proud – je menší než u kovů, je umožněna volně pohyblivými ionty

• křehkost – pokud se k sobě přiblíží dva stejně nabité ionty, začnou se odpuzovat

• rozpustné v polárních rozpouštědlech látky složené z polárních molekul = například voda (polární molekuly obklopují ionty a narušují tak iontovou strukturu)

− Tvoří je prvky I. A a II. A + VII. A (halogeny)

Atomové (kovalentní) krystaly

- tvořeny kovalentně vázanými atomy – například diamant celý krystal je jedinou obrovskou molekulou (př. SiO2 křemen, BN nitrid boru… apod.)

- na stavbě se může podílet i více prvků – například každý atom křemíku je spojen čtyřmi atomy kyslíku a každý atom kyslíku se dvěma atomy křemíku

- vysoká teplota tání – protože změna skupenství látek je doprovázena štěpením kovalentních vazeb

- v pevném skupenství velmi tvrdé

- nerozpustné

- nevedou elektrický proud

Vlastnosti diamantu:

• Kovalentní atomový krystal

• Každý atom C je vázán 4 kovalentními vazbami s atomy C ve vrcholech pravidelného čtyřstěnu (trojúhelníky)

• Úhel mezi vazbami 109°28'

• Málo reaktivní

• Nejtvrdší nerost

• Vysoký bod tání

• Obtížně se rozpouští ve vodě

• Nevede elektrický proud

Kovové krystaly

− Kovová vazba

- těsně uspořádané “koule“ (za koule jsou považovány atomy kovu)

− Krystal kovu se skládá z kationtů umístěných v pravidelné prostorové mřížce a z elektronového plynu (volné e- kolem kationtů)

Druhy prostorových mřížek:

• Krystalová plošně centrovaná – hliník - každý ion má okolo sebe 12 nejbližších sousedů

• Šesterečná – beryllium, hořčík – každý ion má okolo sebe 12 nejbližších sousedů

• Krychlová (těsně) prostorově centrovaná – alkalické kovy – 8 nejbližších sousedů menší využití prostoru způsobuje malou hustotu

− Kujné, tažné, vedou elektrický proud

Molekulové krystaly

- složeny z molekul navzájem poutaných Van der Waalsovými silami, popřípadě vodíkovými můstky

- N2, H2, O2, Cl2, F2, P4, S8, jednoduché oxidy, hydridy, bílkoviny, polysacharidy, jod

- nízká teploty tání/varu, těkavost (rychle se odpařují) – tyto vlastnosti závisí na síle vazby, která je v tomto případě slabá