Bài 14. Tinh thể nguyên tử và tinh thể phân tử

Bài 20 và 23:
Tinh thể nguyên tử:
Tinh thể phân tử:
Liên kết kim loại:
Mạng lưới tinh thể thường được biểu diễn bằng các đường thẳng nối các hạt (nguyên tử, ion,…) gọi là đường mạng lưới .
Muốn mô tả chính xác mạng lưới, người ta chỉ cần biết Ô Cơ Bản.
Nêu khái niệm tinh thể?
Tinh thể được cấu tạo từ những nguyên tử, hoặc ion, hoặc phân tử. Các hạt này được sắp xếp một cách đều đặn tuần hoàn theo một trật tự nhất định trong không gian tạo thành mạng tinh thể.
Tinh thể muối NaCl
I. Tinh thể nguyên tử
1.Ví dụ:
Mạng tinh thể kim cương được tạo bởi nguyên tử C. Trong tinh thể kim cương, mỗi nguyên tử C ở trạng thái lai hóa sp3 liên kết cộng hóa trị với bốn nguyên tử C gần nhất bằng các obitan lai hóa nằm ở bốn đỉnh của hình tứ diện đều, ở đây C có số phối trí bằng 4. Mỗi nguyên tử C ở đỉnh lại liên kết với các nguyên tử C khác.
Khoảng cách giữa hai nguyên tử C cạnh nhau trong mạng tinh thể kim cương là 0,154 nm, gần với độ dài liên kết đơn C–C trong phân tử hidrocacbon no.
Tinh thể nguyên tử cấu tạo từ những nguyên tử được sắp xếp một cách đều đặn, theo một trật tự nhất định trong không gian tạo thành một mạng tinh thể. Ở các điểm nút của mạng tinh thể là những nguyên tử liên kết với nhau bằng các liên kết cộng hóa trị.
Thế nào là tinh thể nguyên tử?
Các hợp chất có mạng lưới tinh thể không nhiều lắm và được phân chia làm hai loại:
- Mạng lưới Sphalerit (VD: ZnS,CdS, AlSb, CuBr…)
Cầu sáng:Zn(2+), cầu tối: S(2-)
- Mạng lưới vuazit (VD: ZnS, HgS, CdS, ZnO,…)
HgS
Cầu sáng S(2-), cầu tối Zn(2+)
-Tinh thể tạo bởi các nguyên tử nằm ở các nút của mạng, liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị.
2.Tính chất chung của tinh thể nguyên tử
-Liên kết cộng hóa trị là liên kết bền nên các tinh thể nguyên tử đều có độ cứng lớn, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao và không tan trong dung môi.
Vd: Kim cương có độ cứng lớn nhất so với các tinh thể khác nên được dùng làm mũi khoan.
II. Tinh thể phân tử
1.Một số mạng tinh thể phân tử:
a) Mạng tinh thể phân tử của iot
Là phân tử hai nguyên tử, các phân tử iot nằm trên các đỉnh và tâm các mặt của hình lập phương, gọi là tinh thể lập phương tâm diện.

Tại mắt của mạng các phân tử (hoặc nguyên tử) liên kết với nhau bằng lực Van de Van
Liên kết giữa hai nguyên tử trong phân tử iot là liên kết CHT. Còn liên kết giữa các phân tử là lực Van de Van
Tinh thể phân tử iot không bền, iot có thể chuyển từ thể rắn sang thể hơi (thăng hoa). Tinh thể iot không dẫn điện vì có cấu trúc tinh thể phân tử trung hòa về điện và liên kết với nhau rất yếu.
b) Mạng tinh thể phân tử của nước đá
Mỗi phân tử nước liên kết với 4 phân tử khác gần nó nhất nằm trên bốn đỉnh của 1 hình tứ diện đều.
Vì có cấu trúc rỗng (cấu trúc tứ diện) nên nước đá có tính chất:

- Có tỉ khối nhỏ hơn khi nước ở trạng thái lỏng.
- Thể tích nước đá ở trạng thái đông đặc lớn hơn khi ở trạng thái lỏng.
2.Tính chất chung của tinh thể phân tử:
- Do được liên kết bằng lực Van de Van nên các tinh thể phân tử thường mềm, có nhiệt độ nóng chảy thấp, dễ bay hơi.
III. Liên kết kim loại:
1.Khái niệm về liên kết kim loại:
Hầu hết kim loại ở điều kiện thường đều tồn tại dưới dạng tinh thể (trừ Hg). Trong tinh thể kim loại, ion dương và nguyên tử kim loại nằm ở những nút của mạng tinh thể. Các electron hóa trị liên kết yếu với nhân nên dễ tách khỏi nguyên tử và chuyển động tự do trong mang tinh thể. Lực hút giữa các electron này và các ion dương tạo nên liên kết kim loại.
Như vậy: Liên kết kim loại là liên kết được hình thành giữa các nguyên tử và ion kim loại trong mạng tinh thể do sự tham gia của các electron tự do.
2.Mạng tinh thể kim loại:
a) Một số kiểu mạng tinh thể
Lập phương tâm khối (bbc):
Các nguyên tử, ion kim loại nằm trên các đỉnh và tâm các mặt của hình lập phương.
Độ đặc khít p là 68%, không gian trống của tinh thể là 32%
Lập phương tâm diện (tâm mặt) (fcc):
Các nguyên tử, ion kim loại nằm trên các đỉnh và tâm các mặt của hình lập phương.
Độ đặc khít là 74%, không gian trống chiếm 26%
Lục phương (hex):
Các nguyên tử, ion kim loại nằm trên các đỉnh và tâm các mặt của hình lục giác đứng và ba nguyên tử, ion nằm phía trong hình lục giác.
P là 74%, không gian trống chiếm 26%
b) Tính chất của tinh thể kim loại
Có ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt.
Có tính dẻo.
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Chọn câu sai:
Kim cương là một dạng thù hình của cacbon, thuộc loại tinh thể nguyên tử.
Trong mạng tinh thể nguyên tử, các nguyên tử phân bố luân phiên đều đặn theo một trật tự nhất định.
Liên kết giữa các nguyên tử trong tinh thể nguyên tử là liên kết yếu.
Tinh thể nguyên tử bền vững, rất cứng, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi khá cao.
Đáp án: C
2. Những nguyên tử cacbon trong kim cương liên kết với nhau bằng liên kết gì?
Kim loại.
Ion.
Cộng hóa trị không cực.
Cộng hóa trị có cực.
Đáp án: C
3. Chọn câu sai:
Nước đá thuộc loại tinh thể nguyên tử.
Trong tinh thề nguyên tử, liên kết giữa các phân tử là liên kết CHT.
Trong tinh thể phân tử, lực tương tác giữa các phân tử rất yếu.
Tinh thể iot thuộc loại tinh thể phân tử.
Đáp án: A
Cấu trúc tinh thể kim cương
Lai hoa sp3 trong CH4
Mạng tinh thể kim cương
Tinh thể CuSO4
Tinh thể lưu huỳnh
<~~Tinh thể thạch anh
Tinh thể Gali
Than chì
Tinh thể vàng
Tinh thể bạc
Tinh thể thạch anh