Найдорожчий і твердий
Так, це все про нього, про алмазі. Неважливо, він прикрашає корону англійської королеви чи служить елементом інструменту для різання бетону, алмаз має атомну будову. Строгість і витонченість тетраэдрического будови кристала захоплюють. У нього кожен атом карбону оточений чотирма іншими атомами, що лежать в напрямках від центру геометричного тіла до вершин. Таким чином виникають чотири сигма-зв'язку. Вони і є причиною виняткової твердості, низької теплопровідності, відсутність електропровідності і значної щільності алмазу.
Аллотропная модифікація вуглецю
Немолекулярное будову має речовина, добре відома навіть школяру – графіт. Разом з алмазом і карбином він являє собою одну з аллотропних форм вуглецю. Стрижні олівця, твели в атомних реакторах, електроди в гальванічній ванні складаються з графіту. Жирний на дотик, темно-сірий кристалічний матеріал зі слабким металічним блиском – він так само, як і алмаз, складається з атомів вуглецю. Вони зібрані в шари, що мають вигляд правильних шестикутників. Простір кристала графіту заповнено вільно рухомими електронами, що створюють електронний газ. Завдяки цьому графіт, подібно до металів, проводить електричний струм і тепло. Відстань між шарами речовини становить приблизно 0335 нм, тому вони легко відриваються одне від одного, залишаючи на поверхні при натисканні лускатий сірий слід. Опис речовин немолекулярного будови, приклади яких ми привели, підтверджують той факт, що властивості хімічних сполук визначаються формою їх кристалічних граток і залежать від того, як їх атоми, молекули або іони з'єднані між собою.
Парниковий ефект: хто винен?
Глобальне потепління, з похмурим впертістю насувається на нашу планету, викликається з багатьох причин. Головна з них, як вважають екологи, пов'язана з різким підйомом концентрації таких речовин, які мають молекулярне будова, як вуглекислий і чадний газ, у повітряній оболонці Землі. Неполярні молекули вуглекислоти мають лінійну будову. У вузлах кристалічної решітки знаходяться електронейтральні частки – молекули. Молекулярне кристалічна будова зумовлює низьку температуру кипіння і високу летючість з'єднання. Речовина включається у важливі природні органічні цикли, наприклад, є акцептором в реакціях циклу Кальвіна, що відбуваються у процесі фотосинтезу. При високих температурах з'єднання проявляє окиснювальні властивості і в промисловості кольорових металів застосовується для відновлення металів з їх оксидів. Людина застосовує вуглекислий газ в багатьох сферах: у цукровому виробництві, у вогнегасниках, а у вигляді сухого льоду – для зберігання швидко псуються харчових продуктів. Далі ми наведемо ще приклади речовин молекулярної будови, грають ключові ролі в нашій природі.
Джерело життя
Є ще якесь інше хімічна сполука, за значимістю можна порівняти з водою? Це колиска, в якій виникли перші живі об'єкти, а також основний компонент біосфери, незамінна хімічний компонент практично будь-якого біологічного об'єкта. Її полярні молекули можуть розчинити в собі величезну кількість різних речовин, а аномальні властивості, такі, як питома теплоємність, дозволяє воді накопичувати і утримувати величезні запаси теплової енергії. Це сприяє регуляції середніх температур на поверхні суші і запобігає небезпека її різкого переохолодження в суворі зими або перегрівання влітку. В організмі тварин і людини вода, що входить до складу цитоплазми клітин, тканинній і міжклітинної рідини, сприяє рівномірному розподілу теплової енергії між системами тканин, насамперед, завдяки кровоносних судинах. Всі найважливіші біохімічні процеси, що становлять основу обміну речовин, що протікають у водних розчинах. Надходження сполук в клітку і видалення продуктів розпаду відбувається також тільки в розчиненому стані. Розглянемо ще приклади речовин молекулярної будови.
Сахароза
Розглянемо приклад органічної сполуки, що відноситься до олігосахаридів. Це сахароза, інакше звана тростинним, або буряковим цукром. Найважливіший і всіма улюблений продукт харчування, що володіє гарною засвоюваністю і високою калорійністю. В процесі гідролізу, завдяки ферментів підшлункового соку, насамперед амілази, сахароза розщеплюється на молекули глюкози і фруктози. Встановлено, що молекули речовин молекулярного і немолекулярного будови по-різному ведуть себе по відношенню до поляризованого світла.Сахароза є оптично активною сполукою за рахунок присутності в своїх молекулах асиметричних атомів вуглецю. Речовина має невисоку температуру плавлення -186 С, переходячи при цьому в вид тягучої маси коричневого кольору карамелі. Кристалічна решітка молекулярна зумовлює і інші властивості сахарози: низьку температуру кипіння, нездатність проводити струм і погану теплопровідність.
Молекулярна теорія будови речовин
Хімія як наука має свою основу у вигляді головних законів і постулатів. Створена М. В. Ломоносовим атомно-молекулярна теорія, а також вивчення таких явищ, як броунівський рух, дифузія, стали причиною появи цілої серії досліджень. Вони стосувалися вивчення будови хімічних сполук. Досліди Л. Больцмана і Д. Максвелла прискорили появу молекулярної теорії будови речовини. Вона перегукується з декартовими уявленнями про корпускулярном устрій світу і положеннями теорії М. Ломоносова. Так, у ній йдеться про те, що матеріальні об'єкти мають атомний, молекулярний або іонний склад, постійно рухаються і в цей момент можуть взаємодіяти між собою шляхом пружних зіткнень. У сучасній науці теорія має переважно прикладний характер і була використана при становленні таких дисциплін, як статична механіка і фізична кінетика.