Рассказ учителя. Текст. Урок 12. Соли. Кристаллические решетки

Здравствуйте, ребята! Сегодня мы с вами откроем дверь в удивительный мир солей и узнаем, почему одни вещества твердые, как алмаз, а другие испаряются, словно призраки. И начнем мы с самого главного – с определения.

Итак, соли – это сложные вещества, которые состоят из ионов металлов и ионов кислотных остатков. Давайте представим себе конструктор: у нас есть деталь «Металл» и деталь «Кислотный остаток». Соединяем их – и получается соль.

Посмотрите на формулу: NaCl. Это хлорид натрия, или обычная поваренная соль, что стоит у вас на кухне. Na – это ион металла натрия, а Cl – это ион кислотного остатка хлороводородной (соляной) кислоты. Другой пример – CaCO₃, карбонат кальция. Это и есть обычный мел, которым вы пишете на доске. Видите? Соли окружают нас повсюду.

А как же их называть? Тут всё просто! Сначала мы называем кислотный остаток, а потом – металл. Например:

• KBr – бромид калия.

• CuSO₄ – сульфат меди.

• Al(NO₃)₃ – нитрат алюминия.

Теперь задумаемся: откуда же берутся соли? Один из главных способов – это реакция нейтрализации, где кислота и основание «обмениваются частями». Представьте, что у кислоты есть атомы водорода. Так вот, средние соли – это продукты ПОЛНОГО замещения этих атомов водорода на атомы металла.

Вспомним нашу прошлую тему. Смотрите: HCl + NaOH → NaCl + H₂O. Видите? В соляной кислоте HCl был один атом водорода. В результате реакции он «уступил место» металлу натрию, и получилась знакомая нам соль NaCl.

А теперь давайте ответим на самый интригующий вопрос: почему мел – твёрдый и мы можем им писать, а лёд, хоть и твёрдый, но в руке тает? А железный гвоздь проводит ток, а кусок мела – нет? Всё дело в том, из каких «кирпичиков» и как построено вещество. Эти «кирпичики» образуют кристаллическую решётку – упорядоченную структуру, в узлах которой находятся частицы.

Существует четыре основных типа таких решёток, и от этого полностью зависят свойства вещества.

Первая – ионная решётка.

• В узлах: ионы, то есть заряженные частицы.

• Связь между ними: очень прочная, ионная.

• Примеры: та самая поваренная соль (NaCl), мел (CaCO₃).

• Свойства: Эти вещества твёрдые, но хрупкие, тугоплавкие. Чтобы расплавить соль, нужна очень высокая температура. И ещё важное свойство: их растворы и расплавы проводят электрический ток.

Вторая – атомная решётка.

• В узлах: атомы, крепко-накрепко связанные между собой ковалентными связями.

• Пример: алмаз, который является чистым углеродом (C). Это самое твёрдое природное вещество! Или кварц, основа песка (SiO₂).

• Свойства: Невероятно твёрдые, исключительно тугоплавкие, не проводят ток. Не зря алмаз используют для резки стекла и в буровых коронках.

Третья – молекулярная решётка.

• В узлах: целые молекулы.

• Связь между ними: очень слабая, межмолекулярная.

• Примеры: лёд (H₂O), сахар, который мы кладём в чай, или «сухой лёд» (CO₂).

• Свойства: Именно из-за слабых связей между молекулами эти вещества легкоплавкие и летучие. Лёд тает в руке, сахар легко растворяется в горячем чае, а «сухой лёд» на воздухе сразу превращается в газ. Они не проводят электрический ток.

И наконец, четвёртая – металлическая решётка.

• В узлах: ионы металла, а вокруг них, как облако, движутся свободные электроны – «электронный газ».

• Примеры: медь (Cu) в проводах, алюминий (Al) в фольге, железо (Fe).

• Свойства: Эта уникальная структура даёт металлам их знаменитые свойства: ковкость, металлический блеск и, самое главное, способность прекрасно проводить тепло и электрический ток. Именно свободные электроны являются переносчиками заряда.

Так что, ребята, запомните золотое правило химии: Свойства вещества определяются его строением! Не составом, а именно строением – тем, какая у него кристаллическая решётка.

Теперь вы знаете, почему соль на сковороде не плавится, а сахар – плавится, и почему по медным проводам бежит ток. Химия – это и есть объяснение мира, который нас окружает.

Спасибо вам за внимание! До свидания