Krystaly

Krystaly

= Souměrná tělesa s pravidelně uspořádanými částicemi (ionty, atomy, molekuly)

Základní buňka = nejjednodušší uspořádání částic, které se v krystalu opakuje

Příklad základní buňky: krychle (částice krystalu se nachází ve vrcholech)

Většina krystalických látek se skládá z malinkých krystalků

Podle parametrů základní buňky rozlišujeme 7 krystalových soustav: jednoklonná, trojklonná, čtverečná, šesterečná, kosočtverečná, klencová, krychlová/kubická

Dělení krystalů dle typu vazby

1. Iontové:
   Tvořeny pravidelně uspořádanými ionty (kationty, anionty)
   Ionty jsou poutány iontovou vazbou – pevná vazba $\to$ vysoké teploty tání
   Např.: $\text{Na}^+\text{Cl}^-$
   Jsou rozpustné v polárních rozpouštědlech
   Při rozpouštění molekuly vody vytrhávají ionty z krystalické mřížky a obalují je (ionty jsou hydratovány)
   Odpařování vody $\to$ krystalizace
   Iontové krystaly v pevném skupenství nevedou elektrický proud, po rozpuštění nebo roztavení vedou elektrický proud (jsou zde volně pohyblivé ionty)
   Iontové krystaly jsou křehké – při mechanickém působení dochází k posunu vrstev

2. Kovalentní/Atomové:
   Tvořeny atomy, mezi nimiž je kovalentní vazba
   Jsou tvrdé, vysoká teplota tání
   Jsou většinou nerozpustné
   Např.: $\text{SiO}_2, \text{Al}_2\text{O}_3, \text{Fe}_2\text{O}_3$

   ---

   17. 5. 2022
   • Diamant:
     Forma $\text{C}$
     $1 \space \text{C}$ se váže s dalšími $4 \space \text{C}$
     Atom $\text{C}$ vyčerpá všechny valenční elektrony na vazby $\to$ diamant je elektricky nevodivý
     Hybridizace $sp^3 \to$ úhel $109° 28'$ mezi atomy

3. Molekulové:
   Tvořeny pravidelně uspořádanými molekulami, které jsou poutány buď van der Waalsovými silami, nebo vodíkovými můstky – slabé interakce $\to$ nízká teplota tání, sublimují ($s \to g$)
   Př.: $\text{I}_2, \text{P}_4, \text{H}_2\text{O}, \text{CO}_2$, naftalen
   $1$ molekula $\text{H}_2\text{O}$ se váže se $4$ dalšími molekulami $\text{H}_2\text{O}$

4. Vrstevnaté:
   Přechod mezi atomovými a molekulovými krystaly – uplatňují se kovalentní vazby a van der Waalsovy síly

   • Grafit:
     Forma $\text{C}$
     Atomy $\text{C}$ jsou uspořádány do vrstev – $1 \space \text{C}$ se kovalentními vazbami váže s $3 \space \text{C}$
     Hybridizace $sp^2 \to$ úhel $120°$ mezi atomy
     Ze $4$ valenčních elektronů použije pouze $3 \to 1 \space e^- \to$ elektrická vodivost
     Vrstvy atomů $\text{C}$ jsou mezi sebou vázány van der Waalsovými silami, ty jsou slabé $\to$ snadno se otírá (tužky, mazadlo)

5. Kovové:
   Kovy v pevném skupenství
   Uplatňuje se kovová vazba
   Jsou tvořeny kationty kovu, mezi nimi se pohybuje elektronový plyn = volné pohyblivé elektrony
   Jsou kujné a tažné – působením vnějších sil se deformují

Alotropie = jev, kdy prvek tvoří různé krystaly (= krystalizuje v různých krystalových soustavách) – např. $\text{C}$ ($\to$ diamant, grafit), $\text{P}$ ($\to$ bílý, červený, černý)

Polymorfie = jev, kdy sloučenina tvoří různé krystaly – např. $\text{CaCO}_3$ ($\to$ aragonit, kalcit)

Izomorfie = jev, kdy různé látky tvoří stejné krystaly $\to$ izomorfní látky – mohou tvořit směsné krystaly (ty mají vlastní chemický vzorec) – např. kamence (= podvojné sírany s $12 \space \text{H}_2\text{O}$, např. $\text{Na}^+\text{Cr}^{3+}(\text{SO}_4)^{2-}_2 \cdot 12 \space \text{H}_2\text{O}$ ... dodekahydrát síranu sodno-chromitého / kamenec sodno-chromitý)

Amorfie = jev, kdy látky v pevném skupenství nemají pravidelně uspořádané částice $\to$ netvoří krystaly – chybí hodnota teploty tání, při zvyšování teploty měknou $\to$ snižuje se viskozita, ale nelze říct, kdy přesně začnou být kapalinou

Příklady amorfních látek: vosk, asfalt, sklo