Mengaitkan struktur gergasi dengan sifat

Untuk mengaitkan struktur dengan sifat, namakan zarah, namakan ikatan atau daya antara zarah itu, dan nyatakan apa yang mesti berlaku supaya sifat itu ditunjukkan. Struktur gergasi mempunyai bilangan ikatan kuat yang sangat banyak, jadi melebur atau mencalarnya memerlukan banyak tenaga.

Struktur gergasi muncul di sepanjang ikatan dan struktur. Pelajaran ini merangkumi yang kovalen gergasi, iaitu berlian, grafit dan silikon dioksida, serta pandangan ringkas tentang kekisi ion dan logam gergasi. Ia bersambung daripada pembentukan ion dan ikatan kovalen.

Apakah yang menjadikan sesuatu struktur “gergasi”?

Dalam molekul ringkas seperti air, atom membentuk unit kecil dengan beberapa atom. Dalam struktur gergasi tiada unit kecil. Setiap atom atau ion terikat kepada jirannya, yang terikat kepada jiran mereka, membentuk satu kekisi (lattice) yang berterusan.

• Berlian: setiap atom karbon terikat secara kovalen kepada 4 atom lain dalam susunan tetrahedron.
• Grafit: setiap atom karbon terikat kepada 3 yang lain dalam lapisan rata. Daya lemah memegang lapisan bersama.
• Silikon dioksida, SiO₂: setiap atom silikon terikat kepada 4 atom oksigen, dan setiap oksigen terikat kepada 2 silikon, jadi nisbah Si kepada O ialah 1:2.

Cara menulis penerangan struktur kepada sifat

1. Nyatakan sifat yang ditanya soalan.
2. Namakan struktur: kovalen gergasi, ion gergasi atau logam gergasi.
3. Namakan zarah dan ikatan yang memegangnya, dengan “kuat” atau “lemah”.
4. Nyatakan apa yang mesti diatasi, seperti memutuskan banyak ikatan kovalen yang kuat.
5. Kaitkan dengan hasilnya: banyak tenaga diperlukan, jadi takat lebur tinggi. Atau lapisan menggelongsor, jadi ia lembut.

Contoh berlangkah

Terangkan mengapa berlian mempunyai takat lebur (melting point) yang sangat tinggi dan tidak mengalirkan elektrik.

Takat lebur: berlian ialah struktur kovalen gergasi. Setiap atom karbon bercantum dengan 4 atom lain melalui ikatan kovalen kuat, dalam kekisi yang berterusan. Untuk meleburkannya, sangat banyak ikatan kovalen kuat mesti diputuskan. Ini memerlukan banyak tenaga, jadi takat leburnya sangat tinggi.

Kekonduksian: semua 4 elektron luar setiap atom karbon digunakan dalam ikatan kovalen. Tiada elektron bebas dan tiada ion, jadi tiada zarah bercas yang bebas bergerak. Berlian tidak mengalirkan elektrik.

Perhatikan bahawa kedua-dua penerangan menamakan zarah (atom karbon), ikatan (kovalen kuat) dan akibatnya.

Kesilapan yang perlu diawasi

Kesilapan lazim ialah menulis seolah-olah berlian terdiri daripada molekul berasingan, atau mengatakan ia melebur dengan memutuskan “daya antara molekul”.

Jawapan yang salah: “Berlian mempunyai takat lebur tinggi kerana ia mempunyai daya antara molekul yang kuat.”

Berlian tidak mengandungi molekul. Daya yang mesti diputuskan ialah ikatan kovalen.

Pembetulannya ialah menyatakan bahawa ikatan kovalen kuat antara atom mesti diputuskan. Simpan istilah “daya antara molekul” untuk bahan molekul ringkas, yang anda temui dalam membezakan kelakuan lebur molekul dan ion.

Semak diri anda

Cuba tanpa melihat semula, kemudian buka setiap jawapan.

1. Terangkan mengapa grafit cukup lembut untuk digunakan dalam pensel.

2. Silikon dioksida terdapat dalam pasir dan kuarza. Terangkan mengapa takat leburnya sangat tinggi.

3. Sesuatu bahan keras dan rapuh, mempunyai takat lebur tinggi, dan tidak mengalirkan elektrik apabila pepejal. Namakan dua struktur gergasi yang mungkin sepadan dan nyatakan sifat yang membezakannya apabila lebur. (Data rekaan untuk latihan.)

Langkah seterusnya

Seterusnya, bandingkan dengan molekul kecil dalam membezakan kelakuan lebur molekul dan ion. Kemudian semak kefahaman anda dalam set latihan ikatan dan struktur.

Jika anda tahu sifatnya tetapi tidak dapat membina penerangan zarah, guru kami boleh menelitinya bersama anda dalam tuisyen Kimia dalam talian secara satu dengan satu.