Енергия на кристална решетка | Структура и характеристики на молекулни и йонни съединения | Химия за напреднали | Кан Академия

Може вече да познаваш

закона на Кулон,

който е най-важният

или подлежащ закон зад всичко, което знаем

за електростатиката

и как неща със заряд се привличат или отблъскват,

но опростена версия на закона на Кулон

е че силата между заредени частици,

големината на силата,

ще е пропорционална на произведението на заряда,

тоест q1 ще е зарядът

на една от заредените частици –

може би това е йон –

q2 ще е зарядът на другата частица –

може би това е йон –

делено на r^2.

И ако говорим за йони,

r ще е разстоянието между ядрата им

и ако зарядите са различни,

това ще е сила на привличане.

Ако зарядите са еднакви,

това ще е сила на отблъскване.

И можем да използваме закона на Кулон, за да мислим за йонни съединения.

Нека да изберем може би най-честото йонно съединение

в ежедневието ни и това е трапезна сол.

Трапезната сол е натриев хлорид.

Натриев хлорид.

Говорихме за това в други видеа.

Той е изграден от положително заредени натриеви катиони,

тоест имаш Na+,

натрият е елемент от група едно.

Много е лесно да се отнеме електрон от него

и после той има положителен заряд.

И е изграден от хлорен анион,

тоест Cl-.

Хлорът е елемент от седма група.

Той силно иска да получи този допълнителен електрон,

за да има осем валентни електрони в най-външния си слой,

така че е много вероятно да приеме електрон

от натрия.

И тези два елемента ще бъдат привлечени

един към друг.

Забележи, те имат противоположни заряди.

И когато имаш куп натриеви и хлорни йони

ще имаш структура, която изглежда ето така.

В химията я наричаме кристална решетка.

На езика на ежедневието ни

може да свържеш кристалната решетка

с един вид кръстообразен модел.

И в химията, когато говорим за кристална решетка,

говорим за триизмерна структура от атоми

или триизмерна структура от йони,

която има повтарящ се модел.

И можеш да видиш това тук.

И в бъдещи видеа ще навлезем в повече подробности

са кристалните структури,

но в тази картинка можеш да видиш,

лилавите са натриевите катиони,

а зелените са хлорните аниони.

И една причина натриевите катиони да са толкова малки е,

можеш да видиш това, ако погледнеш периодичната таблица

на елементите тук.

Казахме, че докато отиваш надясно,

радиусът намалява,

но когато натрият загуби

най-външния си електрон,

неговите електрони имат конфигурацията на благородния газ неон.

Той губи този трети слой, става по-малък

и не само губи този трети слой,

но има 11 протона,

така че ще има много силно придърпване

на тези електрони в този втори слой.

И, подобно, хлорът ще получи електрон,

така че ще има конфигурацията на благородния газ аргон.

Така че ще е по-голям.

Когато говорихме за ковалентни връзки,

говорихме за енергия на връзката –

енергията, необходима за разделяне на атомите,

които образуваха ковалентните връзки.

Има подобна идея за йонните връзки

и това е енергия на кристалната решетка.