Благородные газы молекулярные кристаллы

Молекулярные кристаллические вещества характеризуются значительной летучестью, твердость их невелика, они легкоплавки. Особенно низки температуры плавления и кипения у тех веществ-, молекулы которых неполярны. Кристаллы, образуемые благородными газами, также следует отнести к молекулярным, состоящим из одноатомных молекул, поскольку валентные силы в образовании этих кристаллов роли не играют, и связи между частицами имеют тот же характер, что и в других молекулярных кристаллах. [c.145]

Узлы молекулярной кристаллической решетки образованы молекулами. Молекулярную решетку имеют, например, кристаллы водорода, кислорода, азота, благородных газов, диоксида углерода, органических веш,еств. Структуру кристаллов веществ с не- [c.102]

Твердые тела, построенные из индивидуальных молекул, удерживаемых вместе силами слабого притяжения, называют молекулярными кристаллами. Благородные газы (Не, 1Че, Аг, Кг, Хе, Ни) при очень низких температурах существуют в виде молекулярных кристаллов, которые связаны слабыми межатомными силами. Например, Аг замерзает при — 189°С, образуя плотноупакованную кристаллическую структуру, показанную на рис. 14-1. К числу элементарных веществ, которые кристаллизуются с образованием молекулярных твердых тел, относятся галогены, например Вгг замерзает при - ТС с образованием кристаллической структуры, показанной на рис. 14-2. [c.601]

Узлы молекулярной решетки образованы молекулами. Молекулярную решетку имеют, например, твердый водород, кислород, азот, галогены, благородные газы, диоксид углерода, а также многие органические вещества. Структуру молекулярных кристаллов, образованных [c.136]

Вандерваальсовы связи в молекулярных кристаллах и жидкостях обычно тем сильнее, чем больше размеры атомов и молекул. Например, при переходе к благородным газам с большими порядковыми номерами прочность вандерваальсовой связи также возрастает это видно из сопоставления кривых потенциальной энергии для систем Не—Не и Аг—Аг, которое проводится на рис. 14-14. Притяжение между более тяжелыми атомами возрастает главным образом по той причине, что внешние электроны в них удерживаются менее прочно, и это делает возможным появление больших мгновенных и индуцированных диполей. Возрастание вандерваальсовых сил объясняет факт плавления твердого аргона при температуре — 184°С (т.е. 89 К), которая значительно выше, чем температура плавления твердого гелия. [c.616]

По природе входящих в состав кристалла частиц и по типу химической связи кристаллические решетки подразделяются на молекулярные, ионные, атомные (ковалентные) и металлические. В узлах молекулярных решеток располагаются молекулы вещества. Вещества, имеющие молекулярные решетки, обычно имеют низкие температуры плавления и кипения, высокое давление насыщенного пара. К такого типа веществам относятся, например, твердые Нг, О2, N2, галогены, СО2, все благородные газы (хотя они одноатомны) и многие органические вещества. Кристаллические Аг и Ь имеют одинаковые решетки (рис. 4.4). Координационное число для атома аргона равно 12. Связь между частицами в решетке осуществляется силами Ван-дер-Ваальса. [c.161]

Уже отмечалось, что молекулярные силы, или силы Ван-дер-Ваальса, очень слабы по сравнению с силами ионной и ковалентной связи. Поэтому твердые тела, в которых силы сцепления имеют молекулярную природу, всегда являются мягкими, плавящимися при низких температурах и легко летучими. К такого типа кристаллам относятся, например, благородные газы, азот, Нг, СН4, бензол и другие газы и жидкости, охлажденные ниже температур затвердевания. [c.163]

Следовательно, удельная поверхностная энергия в этом приближении пропорциональна теплоте испарения (сублимации) и обратно пропорциональна молярному объему в степени 2/3. Подобную связь величин а Ж обычно называют правилом Стефана. Приведенные в табл. 2 данные свидетельствуют о приближенной выполнимости правила Стефана изменениям теплоты испарения на три порядка величины при переходе от благородных газов и молекулярных кристаллов к ионным и ковалентным соединениям и металлам отвечает примерно такое же возрастание удельной поверхностной энергии. Для твердых тел, для которых определить величину а трудно (см. подробнее 4 данной главы), соотношение (I—15) позволяет оценить возможные значения поверхностной энергии. [c.22]

Взаимодействия типа индуцированный диполь — индуцированный диполь. Связи, образуемые за счет таких сил,—наиболее слабые из числа межмолекулярных взаимодействий и встречаются в твердых веществах молекулярного типа, состоящих из симметричных молекул. Например, молекулы твердого иода способны взаимодействовать друг с другом в результате взаимно индуцируемых слабых флуктуирующих диполь-дипольных связей. Упаковка молекул иода 12 в решетке кристалла показана на рис. 8.23, где изображено одно из возможных расположений положительных и отрицательных индуцированных зарядов. Самым лучшим примером проявления взаимодействия типа индуцированный диполь — индуцированный диполь являются благородные газы в жидком или твердом состоянии. Чрезвычайно низкие температуры, необходимые для конденсации или отвердевания этих веществ (температура плавления неона приблизительно [c.144]

Кристаллы, содержащие бесконечные трехмерные комплексы. Простейшие структуры, относящиеся к этой группе,— это структуры а) благородных газов, б) металлических и интерметаллических соединений и в) многих простых ионных и ковалентных кристаллов, т. е. к этой группе относятся все те кристаллы, в которых нельзя выявить группировки меньшей размерности. Не очень существенно, следует ли включать сюда или относить к молекулярным кристаллы, содержащие такие небольшие молекулы, как Н2, N2 и H2S. Типично ковалентные кристаллы этого класса включают алмаз (и изоструктурные ему Si, BN и т. д.) и родственные соединения, такие, как различные формы Si . Некоторые простейшие структурные типы бинарных соединений, в которых бесконечные трехмерные комплексы распространяются по всему кристаллу, представлены в табл. 1.2. [c.42]

В молекулярных кристаллических решетках в узлах решетки находятся молекулы. Большинство веществ с ковалентной связью образуют кристаллы такого типа. Молекулярные решетки образуют твердые водород, хлор, двуокись углерода и другие вещества, которые при обычной температуре газообразны. Кристаллы большинства органических веществ также относятся к этому типу. Таким образом, веществ с молекулярной кристаллической решеткой известно очень много. Молекулы, находящиеся в узлах решетки, связаны друг с другом межмолекулярными силами (природа этих сил была рассмотрена выше см. стр. 245—249). Так как межмолекулярные силы значительно слабее сил химической связи, то молекулярные кристаллы легкоплавки, характеризуются значительной летучестью, твердость их невелика. Особенно низки температуры плавления и кипения у тех веществ, молекулы которых неполярны. Так, например, кристаллы парафина очень мягки, хотя ковалентные связи С—С в углеводородных молекулах, из которых состоят эти кристаллы, столь же прочны, как связи в алмазе. Кристаллы, образуемые благородными газами, также следует отнести к молекулярным, состоящим из одноатомных молекул, поскольку валентные силы в образовании этих кристаллов роли не играют, и связи между частицами здесь имеют тот же характер, что и в других молекулярных кристаллах это обусловливает сравнительно большую величину межатомных расстояний в этих кристаллах. [c.260]

В узлах молекулярных кристаллических решеток находятся молекулы, которые связаны друг с другом слабыми межмолеку-лярными силами. Такие кристаллы образуют вещества с ковалентной связью в молекулах. Веществ с молекулярной кристаллической решеткой известно очень много. Это твердые водород, хлор, диоксид углерода и другие вещества, которые при обычной температуре газообразны. Кристаллы большинства органических веществ также относятся к этому типу. Молекулярные кристаллические вещества характеризуются значительной летучестью, твердость их невелика, они легкоплавки. Особенно низкие температуры плавления и кипения у тех веществ, молекулы которых неполярны. Кристаллы, образуемые благородными газами, также следует отнести к молекулярным, состоящим из одноатомных молекул, поскольку валентные силы в образовании этих кристаллов роли не играют, и связи между частицами имеют тот же характер, что и в других молекулярных кристаллах. [c.155]

Примерами структур с однотипной химической связью могут служить жристаллы благородных газов (молекулярная связь), алмаза (ковалентная связь), хлорида натрия (иоиная связь), золота (металлическая связь) Кристаллы графита могут служить примером стр5етуры, характеризующейся связью, промежуточной между ковалентной и металлической Структуры еорганических пигментов, обычно являющихся солями или оксидами, чаще всего характеризуются ковалентной или ионио-ковалентной связями Молекулярная связь присуща кристаллической структуре органических пигментов [c.237]

Таким образом, можно считать доказанным, что благородные газы образуют смешанные кристаллы со многими летучими гидридами даже в тех случаях, когда молекулы последних имеют большой дипольный момент. Необходимо выяснить, образуют ли благородные газы смешанные кристаллы только с летучими гидридами, или они могут образовать их с какими-либо другими веществами. Молекулы летучих гидридов являются, как мы уже говорили, псевдоатомами, они занимают, так же как и благородные газы, только один узел в кристаллической решетке. Возникает вопрос, действительно ли для изоморфного замещения в молекулярных решетках необходимо, чтобы замещающие друг друга молекулы состояли из одинакового числа атомов. Атомы в молекуле связаны между собой гораздо более сильно, чем отдельные молекулы в решетке. В первом случае мы имеем атомную (гомеополярную) связь, во втором — ван-дер-ваальсову связь. Расстояния между атомами в молекуле поэтому в несколько раз меньше, чем расстояние между центрами тяжести молекул в кристаллической решетке. В молекулярной решетке отдельная молекула как будто не теряет своей индивидуальности, как в ионной решетке. Возможно, поэтому, что здесь образовать смешанные кристаллы могут вещества, молекулы которых составлены из разного числа атомов. [c.131]

Молекулярная кристаллическая решетка содержит в своих узлах молекулы веществ ковалентной природы, т. е. состоящих из атомов, соединенных друге другом ковалентными связями. Эти узловые молекулы связаны друг с другом слабыми ван-дер-ваальсовымн силами. Молекулярная кристаллическая решетма присуща самым разнообразным веществам элементарным окислителям, благородным газам, водородным, галогенным, кислородным соединениям неметаллов, всевозможным кислотам и. наконец, многочисленным органическим веществам. Молекулярным кристаллам свойственны малая механическая прочность, сравнительно большая летучесть и низкие температуры плавления. [c.70]

Вещества с молекулярными кристаллическими решетками. Их свойства. Энергия решеток. Молекулярные кристаллы состоят из индивидуальных молекул ( I2, 12. I4, СО2, СдНв, Sg и т. д.). В большинстве органических веществ молекулярные решетки. Межмолекулярные силы в таких решетках малы (дисперсионные, междипольные, индукционные и иногда силы водородных связей). Дисперсионные силы обладают шаровой симметрией воздействия. Поэтому, когда действуют только они, образуется плотнейшая упаковка молекул в кристалле. Так, кристаллы, образованные из одноатомных молекул благородных газов, имеют гранецентрированную кубическую элементарную ячейку, не искаженную каким-либо взаимодействием направленного характера. Другие вещества с более сложными молекулами, в которых атомы связаны ковалентными связями, образуют кристаллы более [c.130]

Радиусы атомов благородных газов Не, Ке, Аг, Кг и Хе равны соответственно 122, 160, 191, 201 и 220 пм. Приведенные значения получены из межатомных расстояний в кристаллах данных веществ, которые существуют при низких температурах. Для атомов этих элементов также наблюдается рост г, с увеличением порядкового номера. Радиусы атомов благородных газов значительно больше радиусов атомов неметаллов соответствующих периодов, поскольку в кристаллах благородных газов межатомное взаимодействие очень слабое (силы Ван-дер-Ваальса), а для молекул других неметаллов характерна прочная ковалентная связь. Можно считать, что атомные радиусы благородных газов - это радиусы валентно не связанных атомов, т. е. ван-дер-ваальСовы радиусы (которые находят из межатомных расстояний в молекулярных кристаллах). [c.51]

При образовании молекулярного кристалла, в котором взаимодействия сводятся к вандерваальсовым, перераспределения электронов между молекулами не происходит. Так как вандерваальсовы взаимодействия много слабее кулоновских и ковалентных, молекулярные кристаллы имеют заметно более низкие энергии связи и температуры плавления. Для них характерна плотнейшая упаковка частиц. Наиболее распространены молекулярные кристаллы, образованные органическими веществами (например, углеводородами). Примером неорганических молекулярных кристаллов является затвердевшие благородные газы, [c.176]

Элементы УПА-групны (галогены) в соответствии с правилом 8—N должны иметь координационное число в кристаллах простых веществ, равное единице, т. е. каждый атом может иметь лишь одного ближайшего соседа. Действительно, все галогены (иод при обычных условиях, а остальные при низких температурах) образуют молекулярные кристаллические структуры , в которых расстояния между атомами в гантелеобразных молекулах значительно меньше, чем расстояния между молекулами в кристалле. Так, для хлора длина связи в молекуле 0,202 нм, а расстояние между молекулами в кристалле составляет 0,334 нм. Наконец, правило Юм-Розерп мож но применить и к элементам УП1А-группы (благородные газы) В соответствии с этим правилом при образовании кристаллов про стых веществ координационное число должно быть равно нулю Действительно, кристаллы благородных газов состоят из одноатом ных молекул, связанных силами Ван-дер-Ваальса. [c.30]

Все благородные газы и многие молекулярные вещества с простыми симметричными молекулами кристаллизуются в молекулярных решетках с плотнейшей упаковкой. Это указывает на то, что для межмолекулярпых связей характерны ненасыщенность и нена-правленность. В молекулярных кристаллах из несимметричных молекул структура может быть более рыхлой (приспособленной к асимметрии молекул), но все же определяющим здесь выступает геометрический фактор, а не природа составляющих частиц. Структуры молекулярных кристаллов относятся к гетеродеслшческим в них сосуществуют два типа связи — внутри молекул и между молекулами. Связи, действующие между молекулами, намного слабее, чем межатомные внутри молекул. Поэтому именно мел<мо-лекулярные силы в первую очередь определяют многие физические свойства веществ (температуры плавления, твердость, плотность, тепловое расширение и др.). Низкие температуры плавления, высокая летучесть, малая твердость, незначительная плотность и высокий коэффициент теплового расширения — все это свидетельствует о слабости ван-дер-ваальсовой связи. Оценку величины энергии межмолекулярного взаимодействия можно получить, исходя пз экспериментальных данных по теплотам сублимации молекулярных [c.136]

М. к. образуют орг., металлоорг., мн. комплексные соед., а также бинарные соединения типа HjO, СО , НС1 и др. В форме М. к. могут находиться нек-рые твердые простые в-ва (напр., Hj, галогены, N , О , Sg). Кристаллы благородных газов также молекулярные, построены из одноатомных молекул. М. к. делятся на гомомолекулярные и гетеро-молекулярные. Первые состоят из одинаковых молекул, вторые-из разных. К числу гетеромол. кристаллов относятся, напр., кристаллогидраты орг. соединений, мол. комплексы типа нафталин-тетрацнаноэтнлен, твердые р-ры орг. в-в. [c.117]

Структурные изменения при плавлении. Структурные изменения, происходящие при плавлении, простираются от простого преодоления вандерваальсовых сил, связывающих атомы (благородные газы) и молекулы (молекулярные кристаллы, построенные из неполярных молекул), до полного распада бесконечных группировок атомов в случае кристаллов, содержащих цепи, слои и трехмерные каркасы. При температурах слегка ниже и выше точки плавления плотно упакованного металла в непосредственном окружении атома металла, как правило, существует лишь небольшое различие, хотя дальний порядок сразу исчезает. С другой стороны, при плавлении металлического висмута происходит более значительная перестройка структуры. Вместо обычного уменьшения плотности при плавлении, которое может быть проиллюстрировано поведением такого металла, как свинец, имеет место увеличение ее на 2,5% из-за перехода весьма открытой структуры твердого тела в более плотно упакованную жидкость [c.37]

В ряче случаев и более сложных последовательностей (напри-меп гк La, Рг, Nd, Am кгг Sm). Кплотноупаковацным молекулярным кристаллам относятся благородные газы, водород, НС1, HoS п СН4. [c.195]

Молекулярные веса благородных газов также можно рассчитать из данных измерений плотности газа при низких давлениях, как это показано на рис. 6.13. При этом, однако, возникает вопрос о том, сколько атомов находится в молекуле газа. Мы уже знаем, что благородные газы одноатомны, но это было известно не всегда. После открытия благородных газов возникло затруднение, в какое место периодической системы следует их поместить (см. гл. И). К этим газам не удавалось применить закон Дюлонга н Пти, так как их нелегко сконденсировать в кристаллы с помощью методики, доступной в то время. Правда, благородные газы невозможно разложить на газы, состоящие из меньших молекул, что подтверждало догадку об их одноатом-ности, но этот довод все же не является достаточно убедительным. Более определенные сведения о порядковых номерах этих элементов могли бы дать метод рассеяния Резерфорда или рентгеновский метод Мозли, но ко времени открытия благородных газов этих методов еще не существовало. (Правда, если бы они уже были известны, в то время их все равно было бы очень сложно применить к благородным газам. Чем это объясняется Определите температуры плавления и кипения благородных газов по табл. 5.5 и постарайтесь дать ответ на этот вопрос.) [c.245]

Дисперсионные силы. Взаимодействие валентно насыщенных электронных оболочек атомов и молекул. Это силы, не зависящие от наличия зарядов, дипольных моментов, квадрупольных моментов и т. д. Таковы, например, силы, действующие между молекулами N2, Ог, СО2, благородных газов в их смеси (воздух) и порознь. Эти силы определяют неидеальное поведение безди-польных газов, их сжижение. Дисперсионные силы ответственны 88 существование молекулярных кристаллов, в частности, кристаллов углеводородов. Дисперсионные силы имеют квантовоме- [c.56]

Соединения благородных газов. Со времени открытия благородных газов (гл. 1, разд. 4) их считали химически неактивными и не образующими соединений элементами. Позже появился ряд соединений , в которых молекулы инертных газов были захвачены молекулярными кристаллами типа бензохино-на (так называемые клатраты), но их соединения в строгом смысле этого слова не были известны. В 1962 г. Бартлетт при реакции кислорода с гексафторидом платины получил ионное соединение [02]+[Р1Рб] . Исходя из близости первых потенциалов ионизации 1 Ог (12,70 эВ) и Хе (12,13 эВ), он предположил возможность осуществления такой же реакции для Хе и впервые получил соединение благородного газа Хе(Р1Рв) (, где X = , 2. В дальнейшем было синтезировано много подобных соединений, которые состояли в основном из ксенона, фтора и кислорода, а из соединений других инертных газов досто-рерно обнаружен только бесцветный кристаллический фторид [c.265]

Адсорбенты по той же классификации, т. е. в зависимости от химического строения их поверхности, определяющего способность к тому или иному виду межмолекулярных взаимодействий, делятся на три типа. К первому типу относятся неспецифические адсорбенты, не несущие на своей поверхности ни ионов, ни каких-либо функциональных групп, связей или центров с локально сосредоточенными на периферии зарядами и не обладающие электронодонорными или электроноакцепторными центрами. На таких адсорбентах любые молекулы адсорбируются неспецифически. К адсорбентам этого типа можно отнести графитированные сажи, в особенности графити-рованную около 3000 °С термическую сажу, поверхность которой состоит в основном из базисных граней графита. Кроме графитированной сажи к неспецифическим адсорбентам относится чистый нитрид бора, молекулярные кристаллы благородных газов и насыщенных углеводородов, а также пленки из таких углеводородов и пористые углеводородные полимеры. Адсорбция на таких адсорбентах мало зависит от локального распределения в адсорбируемых молекулах электронной плотности, в частности, от наличия я-связей и неподеленных электронных пар. Различие в валентных состояниях атомов углерода в таких адсорбентах, как, например, графит, с одной стороны, и насыщенные углеводороды — с другой, сказывается на адсорбции незначительно, хотя и может быть выявлено в некоторых системах (подробнее см. разд. 1 гл. П и рис. 11,12) [90, 91]. [c.22]

Молекулярно-статистическая теория адсорбции при нулевом и конечных (небольших) заполнениях поверхности была развита в ряде хорошо известных работ (литературу см. в обзорах [4, 22]). Однако полученные в этих работах молекулярно-ста-тистические выражения для термодинамических характеристик адсорбции (ТХА) применялись лишь для нахождения этих характеристик путем обработки экспериментальных данных. Расчеты ТХА из свойств адсорбата и адсорбента, взятых в отдельности, проводили лишь для простейших молекул адсорбатов, главным образом, одноатомных. Необходимые для расчетов ТХА значения потенциальной энергии адсорбции находили долгое время также только для простейших систем благородные газы — графит [23] или неполярные и полярные молекулы — ионный кристалл [4, 24]. В последуюших работах были рассчитаны потенциальные энергии адсорбции более сложных молекул углеводородов на графите [4] и более простых молекул в цеолитах (обзор [25, 26]). В дальнейшем развитии количественных молекулярно-статистических расчетов ТХА сложных молекул большую роль сыграли следующие два достижения [c.188]

Ван-дер-ваальсова связь (например, в аргоне) характерна для молекулярных кристаллов. Это рыхлые структуры с малыми координационными числами, с низкой температурой плавления, с малыми тенлотами плавления и испарения, с большой сжимаемостью. По электрическим свойствам молекулярные кристаллы — диэлектрики. Обычно они прозрачны для электромагнитных волн вплоть до дальней ультрафиолетовой области. К молекулярным кристаллам относятся благородные газы в твердом состоянии, кристаллы из насыщенных молекул, такие как Oj, Hj, H l, СН4, и органические кристаллы. [c.144]

Молекулярные кристаллы. К этому классу относятся затвердевшие благородные газы, а также твердые тела, образованные насышенными молекулами, в частности, органических ве-шеств [14]. Связь в молекулярных кристаллах обусловлена так называемыми ван-дер-ваальсовыми силами. Природу этих сил проще всего понять, рассматривая атом в модели Бора. Совокупность положительного ядра и отрицательных электронов в каждый момент времени можно рассматривать как электрический диполь, непрерывно изменяющий свою ориентацию в результате движения электронов вокруг ядра. Такой диполь в каждый момент времени индуцирует диполи на окружающих атомах, в результате чего между ними возникают электрические силы притяжения несмотря на непрерывное изменение ориентации диполей, среднее по времени значение этих сил оказывается отличным от нуля. [c.19]

Перейдем теперь к рассмотрению 2ис ерсионные Рироды химической связи в молеку-лярных кристаллах. Природа сил, заставляющих молекулы собираться в огромные ансамбли (жидкости и твердые тела), носит тройственный характер. С дисперсионным взаимодействием мы уже познакомились при рассмотрении кристаллов благородных газов. И здесь, в молекулярных кристаллах, этот вид взаимодействия также имеет значение, часто преобладающее. В кристаллах водорода, как и в кристаллах благородных газов, только оно удерживает хмолекулы в кристаллической структуре. То же относится к молекулам N2, О2, F2, СЬ, Р4, S и т. д. Эти силы чрезвычайно слабы по сравнению с обычными силами химического взаимодействия, например, теплота сублимации кристаллического водорода составляет всего 0,5 ккал/моль, в то время как теплота диссоциации молекулы водорода порядка 100 ккал/моль. Именно поэтому температура плавления водорода лежит всего на 16 град выше абсолютного нуля. [c.85]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология