Кристаллическая решетка — пространственная структура, характеризующаяся упорядоченным расположением атомов, молекул или ионов. Большинство веществ в твердом состоянии образует кристаллическую решетку. В зависимости от природы частиц, находящихся в воображаемых узлах кристаллической решетки, и от того, какие силы взаимодействия между ними преобладают, различают атомные, молекулярные, ионные и металлические решетки.



Молекулярные кристаллические решетки.

Молекулярными называются кристаллические решетки, в узлах которых находятся молекулы. Такие решетки при обычных условиях имеют: иод (I2), кристаллическая сера (S8), лед (H2O), сахароза (C12H22O11), нафталин (C10H8) и др. При очень низких температурах и высоких давлениях кристаллические решетки образуют также водород (H2), азот (N2), хлороводород (HCl) и другие ковалентные соединения. Межмолекулярные взаимодействия в кристаллах значительно слабее ковалентных и ионных связей. Поэтому молекулярные кристаллы плавятся при низких температурах, имеют высокую летучесть. Вещества с молекулярной кристаллической решеткой относят к веществам молекулярного строения.

 

Атомные кристаллические решетки.

Атомными называются кристаллические решетки, в узлах которых находятся атомы, связь между которыми ковалентная. Такие решетки образуют как простые вещества, например, алмаз, графит, так и сложные, например, кремнезем (кварц, SiO2) и др. Благодаря наличию прочных ковалентных связей атомы надежно удерживаются в узлах кристаллической решетки. Такие вещества в стандартных условиях твердые, нелетучие, с высокой температурой плавления, они практически не растворяются в воде. Вещества с атомной кристаллической решеткой, как и с ионной, относят к веществам немолекулярного строения, их химическая формула выражает не состав молекулы, а количественное отношение между атомами в целом кристалле. Обычно состав веществ немолекулярного строения выражают формульной единицей. Например, запись SiO2означает, что в кристалле кварца на каждый атом кремния приходится два атома кислорода.

Иoнные кристаллические решетки.

Иoнными называются кристаллические решетки, в узлах которых находятся заряженные частицы — ионы, которые связаны прочными иoнными связями. Такие решетки имеют все соли, основания, многие оксиды металлов и др. Cильное взаимное притяжение разноименных ионов обеспечивает устойчивость кристаллической решетки. Такие вещества в стандартных условиях твердые, нелетучие, с высокой температурой плавления, однако многие из них хорошо растворяются в воде. Вещества с иoнной кристаллической решеткой, как и с атомной, относят к веществам немолекулярного строения. Их химическая формула также выражает не состав молекулы, а количественное отношение между ионами в целом кристалле. Обычно состав веществ немолекулярного строения выражают формульной единицей, например, запись NaCl означает, что в кристалле хлорида натрия на каждый катион натрия Na+приходится один хлорид-ион  Cl–. Хотя на самом деле каждый катион окружен шестью анионами и, наоборот, вокруг каждого аниона размещается 6 катионов. Поэтому для таких веществ правильнее использовать термин «формульная единица» вместо «формула».

Мeталлические кристаллические решетки.

Мeталлическими называются кристаллические решетки, в узлах которых находятся катионы металлов, а в пространстве между ними непрерывно перемещаются свободные обобществленные электроны («электронный газ»). Электроны электростатически притягивают катионы металлов, обеспечивая стабильность кристаллической решетки.

Общность строения кристаллических решеток у всех металлов определяет наличие у них общих физических свойств: пластичности (ковкости), высокой электро- и теплопроводности, металлического блеска. Важнейшим химическим свойством металлов является их восстановительная активность — способность отдавать электроны при реакциях с простыми и сложными веществами, т.е. переходить в катионы.