โครงข่ายไอออนขนาดใหญ่: สูตรเคมีและข้อจำกัดของแบบจำลอง
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| ionic lattice/aɪˈɒnɪk ˈlætɪs/ | โครงข่ายผลึกไอออน |
| empirical formula/emˈpɪrɪkl ˈfɔːmjʊlə/ | สูตรอย่างง่าย |
อะไรจะอธิบายการสังเกตนี้ได้?
- คริสตัลโซเดียมคลอไรด์มีการจัดเรียงไอออนซ้ำซ้อน สูตร NaClบันทึกอัตราส่วนที่ง่ายที่สุด ไม่ใช่คู่โดดเดี่ยวที่เชื่อมต่อกันเพื่อสร้างโมเลกุล
- เริ่มต้นด้วยการทำนาย ระบุปริมาณหรือลักษณะที่คุณจะเปรียบเทียบ แล้วตัดสินใจว่าหลักฐานอะไรที่จะแยกแยะคำอธิบายสองแบบได้
สร้างโมเดล
- สารประกอบไอออนิกคือโครงข่ายขนาดมหึมาของไอออนที่มีประจุตรงข้ามกัน ซึ่งยึดติดกันด้วยแรงไฟฟ้าสถิตที่แข็งแกร่งในทิศทางต่างๆ ในโซเดียมคลอไรด์ อัตราส่วน Na⁺:Cl⁻ คือ 1:1. การตัดแบบสองมิติสามารถแสดงประจุสลับกันได้ ในขณะที่แบบจำลองสามมิติแสดงการจัดเรียงซ้ำซ้อนที่เกินกว่าระนาบเดียว ไอออนภายในโครงสร้างโซเดียมคลอไรด์มีเพื่อนบ้านใกล้ที่สุดหกตัวที่มีประจุตรงข้าม; ขอบที่วาดบนแบบจำลองที่มีขนาดจำกัดคือการตัดผ่านคริสตัลที่ต่อเนื่องไป
- โครงข่ายไอออนิก: การจัดเรียงขนาดมหึราซ้ำซ้อนของไอออนที่ยึดติดกันด้วยการดึงดูดทางไฟฟ้าสถิต; สูตรเชิงประจักษ์: อัตราส่วนจำนวนเต็มที่ง่ายที่สุดของอะตอมหรือไอออนในสารประกอบ
NaCl บ่งบอกเกี่ยวกับโครงสร้างมหภาคอย่างไร?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
NaCl เป็นอัตราส่วนจำนวนเต็มที่ง่ายที่สุด - ไอออนโซเดียมหนึ่งตัวต่อไอออนคลอไรด์หนึ่ง - ในตาข่ายมหึมาของล้านไอออน ไม่มีโมเลกุล NaCl แยกต่างหาก และมีไอออนแต่ละตัวดึงดูดเพื่อนบ้านที่มีประจุตรงข้ามทั้งหมด
จับคู่แต่ละคำศัพท์เทคนิคกับความหมายที่แม่นยำ
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ใช้นิยามเพื่อแยกแยะปริมาณและกระบวนการที่เกี่ยวข้อง
เลือกหลักฐานมาทดสอบสมมติฐาน
- เพื่อหาสูตรอย่างง่าย ให้นับไอออนในบริเวณตัวอย่างที่กำหนดแล้วลดอัตราส่วนให้เหลือจำนวนเต็มบวกที่น้อยที่สุด ตัวอย่างที่มี Mg²⁺ 6 ตัว และ Cl⁻ 12 ตัว จะได้ MgCl₂ หลังลด 6:12 เหลือ 1:2 การนับในส่วนของขอบเขตแบบสุ่มอาจไม่ได้สัดส่วนรวมของผลึก ดังนั้นใช้ข้อมูลจากบริเวณตัวอย่างหรือปรับการแบ่งปันตำแหน่งตามที่กำหนด ไม่จำเป็นต้องรู้โครงสร้างผลึกไอออนิกอื่นๆ ที่ตั้งชื่อไว้
- เปรียบเทียบแบบจุดและกากบาท แบบลูกบอลและแท่ง และแบบเติมเต็มพื้นที่ แบบจุด/กากบาทแสดงที่มาของอิเล็กตรอนและประจุแต่ไม่แสดงเรขาคณิตของแลตทิซทั้งหมด แบบลูกบอล/แท่งทำให้การจัดเรียงชัดเจนแต่แท่งไม่ใช่พันธะไอออนิกจริงและระยะห่าง/รัศมีอาจทำให้เข้าใจผิด แบบ 2D ตัดเพื่อนบ้านด้านบนและด้านล่างออก; แบบ 3D อาจซ่อนไอออนอยู่เบื้องหลังได้ ระบุคุณสมบัติที่มีประโยชน์และข้อจำกัดเฉพาะของแต่ละโมเดล
นิสัยสองอย่างใดทำให้การตรวจสอบหรือแบบจำลองในกรณีนี้รองรับได้มากขึ้น?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
การระบุเงื่อนไขและสมมติฐานช่วยให้ผู้อื่นทำงานซ้ำได้โดยถูกต้อง และการบันทึกหลักฐานรองรับช่วยให้พวกเขาตรวจสอบข้อสรุปได้ การซ่อนผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกันจะกำจัดหลักฐานที่อาจทลายข้อสรุปที่ผิดพลาด และข้อมูลจากตัววัดเพียงหนึ่งค่าไม่สามารถใช้ยืนยันข้ออ้างที่กว้างขวางได้
ทำงานจากปริมาณที่ทราบค่า
- ระบุค่าที่ทราบและหน่วยของมัน เลือกความสัมพันธ์โดยพิจารณาว่าข้อสมมติฐานสอดคล้องกับเคสนี้ แล้วจัดรูปสมการก่อนแทนค่า
- ที่ทราบ: แผนภาพตัวแทนที่จัดเตรียมไว้มีไอออน Al³⁺ จำนวน 4 ตัว และ O²⁻ จำนวน 6 ตัว อัตราส่วน 4:6 ลดรูปได้เป็น 2:3 ดังนั้นสูตรอย่างง่ายคือ Al₂O₃ การตรวจสอบประจุ: 2(+3)+3(−2)=0 การสรุปอัตราส่วนนี้ไม่จำเป็นต้องรู้รูปร่างเรขาคณิตที่แท้จริงของผลึกอลูมิเนียมออกไซด์
บริเวณตัวอย่างมี 10 ไอออนแมกนีเซียมและ 20 ไอออนคลอไรด์ เมื่อลดเหลือแมกนีเซียม 1 ตัว แล้วจะมีไอออนคลอไรด์เหลืออยู่ในอัตราส่วนกี่ตัว? ใช้ลำดับเดียวกัน: ปริมาณที่ทราบ → โมเดล → ความสัมพันธ์ → แทนค่า → หน่วยและการตีความ
พื้นที่ตัวแทนมี 10 ไอออนแมกนีเซียมและ 20 ไอออนคลอไรด์ เมื่อลดเหลือแมกนีเซียมหนึ่งตัว จะมีไอออนคลอไรด์เหลือกี่ตัวในอัตราส่วนนั้น?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ผลลัพธ์คือ 2 . ข้อมูล已知: 10 ไอออนแมกนีเซียมและ 20 ไอออนคลอไรด์ สัดส่วน 10:20 ลดรูปเป็น 1:2 - ไออนคลอไรด์สองตัวต่อไอออนแมกนีเซียม สัดส่วนนั้น ซึ่งตรงกับ MgCl2 คือสิ่งที่สูตรบันทึก
ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต
- อย่านับแท่งเป็นคู่ อิเล็กตรอนในโมเดลลูกบอลและแท่งแบบไอออนิก ไอออนดึงดูดเพื่อนบ้านหลายตัว ไม่ใช่เพียงตัวเดียวที่รับอิเล็กตรอนมา แผ่นแลตทิซ đơn giảnเป็นการแทนโครงสร้างยักษ์สามมิติ ไม่ใช่หลักฐานว่าผลึกจริงเป็นแผ่นแบน
- กลับไปที่การสังเกตเดิม อธิบายว่าผลลัพธ์นี้สนับสนุนสิ่งใด มีเงื่อนไขใดบ้าง และเป็นอย่างไรในการทดสอบคำอธิบายอื่นที่ขัดแย้งกัน
ไอออนโซเดียมดึงดูดเพียงไอออนคลอไรด์ที่รับอิเล็กตรอนของมัน ข้ออ้างนี้ไม่ถูกต้อง: ในตาข่ายทุกไอออนดึงดูดไอออนที่มีประจุตรงข้ามรอบข้างทั้งหมดอย่างเท่าเทียม; แหล่งกำเนิดของอิเล็กตรอนไม่มีความสำคัญหลังการถ่ายโอน ไม่มีคู่untos แบบส่วนตัวระหว่างไอออนผู้ให้และผู้รับ
แลตทิซไอออนิกขนาดใหญ่: สูตรและขีดจำกัดของโมเดล: เพื่อหาสูตรอย่างง่าย ให้ นับไอออนในบริเวณตัวอย่างที่กำหนดแล้วลดอัตราส่วนให้เหลือจำนวนเต็มบวกที่น้อยที่สุด ตัวอย่างที่มี Mg²⁺ 6 ตัว และ Cl⁻ 12 ตัว จะได้ MgCl₂ หลังลด 6:12 เหลือ 1:2 การนับในส่วนของขอบเขตแบบสุ่มอาจไม่ได้สัดส่วนรวมของผลึก ดังนั้นใช้ข้อมูลจากบริเวณตัวอย่างหรือปรับการแบ่งปันตำแหน่งตามที่กำหนด ไม่จำเป็นต้องรู้โครงสร้างผลึกไอออนิกอื่นๆ ที่ตั้งชื่อไว้
ไอออนโซเดียมดึงดูดเฉพาะไอออนคลอไรด์ที่รับอิเล็กตรอนของมันเท่านั้น
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ในคริสตัลแลตทิซ ไอออนทุกตัวจะดึงดูดไอออนที่มีประจุตรงข้ามกับตนทั้งหมดที่毗邻กันอย่างเท่าเทียม; ต้นกำเนิดของอิเล็กตรอนไม่มีความสำคัญหลังจากการถ่ายโอนแล้ว ไม่มีการจับคู่ระหว่างไอออนผู้ให้และไอออนผู้รับโดยส่วนตัว
การจัดเรียงไอออนขนาดใหญ่ซ้ำๆ ที่ยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิต: เขียนคำศัพท์เทคนิค
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
โครงข่ายผลึกไอออน หมายถึงการจัดเรียงขนาดใหญ่ซ้ำๆ ของไอออนที่ยึดติดกันด้วยการดึงดูดทางไฟฟ้าสถิต