Bài giảng Hóa vô cơ cho - Bài 2: Các khái niệm cơ bản về chất rắn - Thầy Nam

Nội dung text: Bài giảng Hóa vô cơ cho - Bài 2: Các khái niệm cơ bản về chất rắn - Thầy Nam

1. Maët phaúng ñoái xöùng laø maët phaúng phaân chia tinh theå ra laøm hai phaàn maø phaàn naøy laø aûnh cuûa phaàn kia trong göông. Truïc ñoái xöùng laø ñöôøng thaúng maø khi quay tinh theå xung quanh noù 360o thì tinh theå truøng vôùi hình n laàn, n ñöôïc goïi laø baäc cuûa truïc. Tinh theå coù toái thieåu moät yeáu toá ñoái xöùng. Coù taát caû 32 toå hoäp yeáu toá ñoái xöùng öùng vôùi 32 lôùp tinh theå. 32 lôùp tinh theå naøy ñöôïc quy veà 7 heä tinh theå. (seõ trình baøy sau) 7 heä tinh theå: Heä tam taø coù taâm ñoái xöùng. Khoâng coù truïc vaø maët ñoái xöùng. K2Cr2O7; CuSO4.5H2O. a b c ;   90o Heä ñôn taø coù 1 truïc ñoái xöùng baäc 2 vaø 1 maët phaúng ñoái xöùng hoaëc chæ coù moät trong hai yeáu toá ñoái xöùng naøy. Löu huyønh ñôn taø (S), thaïch cao (CaSO4.2H2O). a b c ; =  = 90o;  90o Heä taø phöông coù vaøi truïc ñoái xöùng baäc 2 vaø vaøi maët phaúng ñoái xöùng hoaëc moät trong hai yeáu toá ñoái xöùng naøy. Löu huyønh taø phöông (S ), baritin (BaSO4). a b c ; =  =  = 90o Heä tam phöông coù ít nhaát moät truïc ñoái xöùng baäc 3. Canxit (CaCO3), NaIO4.3H2O. a = b = c ; =  =  90o o Heä töù phöông coù moät truïc ñoái xöùng baäc boán. SnO2, CaWO4. a = b c ; =  =  = 90 Heä luïc phöông coù moät truïc ñoái xöùng baäc 6. Thaïch anh (SiO2), nephelin (NaAlSiO4). a = b c ; =  = 90o ,  = 120o Heä laäp phöông coù 3 truïc ñoái xöùng baäc boán. NaCl, CaF2. a = b = c ; =  =  = 90o Ghi chuù:  laø goùc giöõa a va øb ,  laø goùc giöõa a vaø c vaø laø goùc giöõa b vaø c. 3). Caáu taïo beân trong tinh theå Hình daïng cuûa tinh theå phaûn aùnh söï saép xeáp beân trong theo traät töï laëp ñi laëp laïi cuûa caùc oâ cô baûn taïo ra maïng tinh theå. OÂ cô baûn laø hình khoái nhoû nhaát taïo neân maïng tinh theå baèng caùch saép chuùng theo 3 chieàu trong khoâng gian. Moãi oâ cô baûn ñöôïc ñaëc tröng baøng 3 caïnh (a,b,c) vaø 3 goùc ( , , ) 4)Nhöõng kieåu caáu truùc chính cuûa hôïp chaát voâ cô. Tuøy theo baûn chaát cuûa caùc tieåu phaân taïo thaønh chuùng, caùc maïng tinh theå coù theå laø ion, nguyeân töû(coäng hoùa trò hay kim loaïi) vaø phaân töû. Döïa theo khoaûng caùch giöõa caùc nguyeân töû (hay ion) ngöôøi ta phaân bieät caùc caáu truùc ñaûo, maïch, lôùp vaø phoái trí. Trong caùc ñaûo, maïch vaø lôùp , ngöôøi ta coù theå taùch rieâng ra nhöõng nhoùm nguyeân töû , chuùng taïo thaønh caùc ñaûo rieâng bieät (ñaûo) hay noái vôùi nhau taïo thaønh maïch hoaëc lôùp. Trong moät loaïi chaát raén coù theå ñoàng thôøi coù nhieàu loaïi lieân keát, ñieàu naøy laøm cho caáu taïo cuûa chaát raén voâ cô raát phong phuù. Tuøy thuoäc vaøo soá chieàu khoâng gian coù lieân keát maïnh (lieân keát ion, lieân keát coäng hoùa trò, lieân keát kim loaïi) lieân keát maïnh maø chaát coù: Kieåu caáu truùc ñaûo ( Chæ coù moät loaïi lieân keát yeáu Van Der Walls cho caû ba chieàu khoâng gian hoaëc lieân keát ion ba chieàu khoâng gian cho hôïp chaát ion coù ion phöùc taïp höõu haïn ) I2 – chæ coù lieân keát Van Der Walls giöõa caùc phaân töû I2. Töù phöông
2. Naêng löôïng maïng tinh theå ion (U) Laø naêng löôïng toaû ra khi 1 mol chaát raén ñöôïc taïo thaønh töø caùc ion ôû theå khí caàn tieâu toán ñeå phaù huûy tinh theå chuyeån thaønh caùc ion ôû theå khí. Veà trò tuyeät ñoái naêng löôïng naøy ñuùng baèng naêng löôïng phaù vôõ moät mol tinh theå chuyeån thaønh ion. Naêng löôïng naøy laø naêng löôïng toûa ra cuûa quaù trình: A+(k) + B-(k) = AB (r) + U Ñeå xaùc ñònh U baèng tính toaùn, thöôøng duøng phöông trình tính naêng löôïng maïng ion do Kapustinski ñeà nghò: ( do noù ñôn giaûn vaø coù ñoä chính xaùc khaù cao) Z Z n U c a A rc ra ÔÛ ñaây: A - laø haèng soá vaø baèng 1071,5 neáu U tính theo kJ/mol N – laø soá ion trong coâng thöùc hôïp chaát ion zc, za - laø ñieän tích cuûa cation vaø anion o rc , ra - laø baùn kính cuûa chuùng (A ) Ví duï: Tính U cuûa NaCl o n = 2 , rc + ra = 2,83 A ( 1)( 1) 2 U 1071,5 757,2kJ / mol 2,83 7) Hieän töôïng ña hình vaø hieän töôïng ñoàng hình a) hieän töôïng ña hình Coù moät hieän töôïng phoå bieán trong töï nhieân laø moät chaát coù theå toàn taïi döôùi nhieàu daïng tinh theå khaùc nhau veà ñoái xöùng (caáu truùc) hay thoâng soá maïng. Hieän töôïng naøy goïi laø hieän töôïng ña hình. Caùc daïng tinh theå naøy goïi laø caùc ña hình ( hay coøn goïi laø caùc thuø hình) Ví duï: • Carbon coù 3 daïng thuø hình: kim cöông, graphit, carbin. Kim cöông chæ coù lieân keát coäng hoùa trò theo ba chieàu khoâng gian , kieåu caáu truùc phoái trí. Raát cöùng, khoâng daãn ñieän, trong suoát. Heä laäp phöông Graphít coù lieân keát coäng hoùa trò theo hai chieàu khoâng gian, chieàu coøn laïi lieân keát van der Walls, taïo kieåu caáu truùc lôùp. Trong lôùp , ngoaøi lieân keát  coøn lieân keát khoâng ñònh choã. Meàm, daãn ñieän, ñen.Heä luïc phöông. Graphit vaø kim cöông coù tính ñoái xöùng tinh theå khaùc nhau. Kim cöông thuoäc heä tinh theå laäp phöông, graphit thuoäc heä tinh theå luïc phöông. Carbin coù lieân keát coäng hoùa trò theo moät chieàu khoâng gian. Caùc maïch carbon noái vôùi nhau baèng lieân keát Van Der Walls, taïo kieåu caáu truùc maïch.