الشبكات البلورية ثلاثية الأبعاد – NaCl والألماس والجرافيت والفلزات
الكيمياءالروابط الكيميائية15–16 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلنماذج ثلاثية الأبعاد قابلة للتدوير لشبكات بلورية: كلوريد الصوديوم NaCl (مكعب متمركز الأوجه)، والألماس (كربون رباعي السطوح)، والجرافيت (طبقات كربون تربطها قوى ضعيفة)، والفلزات ذات البنية المكعبة متمركزة الجسم ومتمركزة الأوجه. اختر البنية وعدد خلايا الوحدة، وأظهر الروابط وحواف الخلية أو أخفِها؛ تُبرَز خلية وحدة واحدة، ويحصي جدول الجسيمات الموجودة في الرؤوس وعلى الحواف وعلى الأوجه وداخل الخلية ليبيّن عدد الأيونات أو الذرات التي تحتويها كل خلية (NaCl: 4 Na⁺ + 4 Cl⁻).
الدرس: الرابطة الأيونية والرابطة التساهمية؛ الشبكات الأيونية العملاقة والتساهمية العملاقة والفلزية
ماذا تعرض
كثير من المواد الصلبة شبكات عملاقة تتكون من تكرار خلية وحدة صغيرة في الأبعاد الثلاثة. وتقارن النماذج ثلاثية الأبعاد بين الشبكة الأيونية لـ NaCl، حيث يحيط بكل أيون ستة أيونات مخالفة له في الشحنة، والشبكتين التساهميتين للألماس والجرافيت، وهما صورتان للكربون تختلف خواصهما اختلافًا كبيرًا، والفلزات ذات البنية المكعبة متمركزة الجسم ومتمركزة الأوجه. ويُظهر عدّ الجسيمات المشتركة بين الخلايا (الرأس 1/8، الحافة 1/4، الوجه 1/2) عدد وحدات الصيغة في الخلية الواحدة ومدى كفاءة تعبئة الجسيمات.
طريقة الاستخدام
اختر «البنية البلورية» وابدأ بخلية واحدة لكل حافة، ثم زِد «خلايا الوحدة لكل حافة» لترى تكرار الشبكة. اسحب للتدوير، واستخدم عجلة الفأرة أو قرّب بإصبعين للتكبير؛ ويعيد زر «إعادة ضبط العرض» زاوية البداية. فعّل «الروابط» لعرض نموذج الكرة والعصا، أو أوقفها لرؤية الجسيمات بأنصاف أقطارها الحقيقية. واقرأ الجدول أسفل النموذج لعدّ الجسيمات في الخلية المبرزة ومقارنة كفاءات التعبئة.
المعاملات القابلة للتغيير
- البنية البلورية كلوريد الصوديوم NaCl, الألماس (كربون), الجرافيت (كربون), فلز مكعب متمركز الجسم (Fe), فلز مكعب متمركز الأوجه (Cu)
- خلايا الوحدة لكل حافة 1–3 خلية
- إظهار الروابط (الكرة والعصا)
- إظهار حواف خلية الوحدة
أسئلة للاستكشاف
- لماذا تحتوي خلية الوحدة لـ NaCl على 4 Na⁺ و 4 Cl⁻ تمامًا، وماذا يعني ذلك بالنسبة إلى الصيغة؟
- الألماس والجرافيت كلاهما كربون نقي، فلماذا الألماس شديد الصلابة بينما الجرافيت لين؟
- باستخدام النسب المئوية المعروضة، أي البنيتين تعبّئ ذرات الفلز بكفاءة أكبر: المكعب متمركز الجسم أم متمركز الأوجه؟
