Кристалната решетка и нейните основни типове

Абсолютно всички химично вещество, съществуващ в природата, се формира от голям брой идентични частици, които са свързани помежду си. Всички вещества съществуват в три агрегатни състояния: газообразни, течни и твърди. Когато термичното движение е трудно (при ниски температури), както и в твърдите частици, частиците са стриктно ориентирани в пространството, което се проявява в тяхната точна структурна организация.

Кристалната решетка на материята е структура с геометрично подредено подреждане на частици (атоми, молекули или йони) в определени точки от пространството. В различни решетки различават интерстициалното пространство и директните възли - точките, в които са разположени самите частици.

Кристалната решетка е от четири типа: метална, молекулярна, атомна, йонна. Видовете решетки се определят в зависимост от типа частици, разположени в техните възли, както и от характера на връзките между тях.

Кристалната решетка се нарича молекулярна решетка в случая, когато молекулите се намират в нейните възли. Те са взаимосвързани от относително слабите междумолекулни сили, наречени ван дер ваалски сили, но атомите вътре в молекулата са свързани с много по-силни ковалентна връзка (полярна или неполярен). Молекулярната кристална решетка е присъща на хлор, твърд водород, въглероден диоксид и други вещества, които са газообразни при обикновена температура.

Кристалите, които образуват благородни газове, също имат молекулни решетки, състоящи се от монатомични молекули. Повечето твърди органични вещества имат точно тази структура. Броят на неорганични вещества, който е присъщ на молекулната структура, е много малък. Това например, твърд халогениран водород, естествена сяра, лед, твърди прости вещества и някои други.

При нагряване относително слаби междумолекулни връзки се разграждат сравнително лесно, така вещество с такива решетки имат много ниска точка на топене и ниска твърдост, те са неразтворими или слабо разтворими във вода, разтвори на значително непроводим, характеризиращ се със значителна променливост. Минималните точки на кипене и топене са за вещества от неполярни молекули.

Наречен метал като кристална решетка са оформени които възли атоми и положителни йони (катиони) на метала със свободни електрони валентност (разкопчават от атомите при формирането на йони) случайно движат в кристалната част. Тези електрони обаче са по същество полу-свободни, тъй като те могат да се движат свободно само в границите, които кристалната решетка ограничава.

Електростатичните електрони и положителните метални йони са взаимно привлечени, което обяснява стабилността на металната кристална решетка. Набор от свободно движещи се електрони се нарича електронен газ - осигурява добър електрически и топлопроводимостта на металите. Когато електрическото напрежение се появи, електроните се втурват към положителните частици, участващи в създаването на електрически ток и взаимодействие с йони.

Металната кристална решетка е характерна основно за елементарни метали, както и за съединения на различни метали помежду си. Основните свойства, присъщи на металните кристали (механична якост, летливост, точка на топене), се колебаят достатъчно. Обаче, такива физични свойства като пластичност, пластичност, висока електрическа и топлопроводимост, характерен метален блясък са характерни само за кристалите с метална решетка.