Сеть твердого вещества или ковалентную сеть твердые (также называемые атомные кристаллические твердые вещества ) [1] [2] представляет собой химическое соединение (или элемент) , в котором атомы св заны ковалентными связями в непрерывной сети , проходящей по всему материалу. В сетчатом твердом теле нет отдельных молекул , и весь кристалл или аморфное твердое тело можно рассматривать как макромолекулу . Формулы для твердых тел с сеткой, как и для ионных соединений , представляют собой простые отношения составляющих атомов, представленные формульной единицей . [3]
Примеры твердых тел с сеткой включают алмаз с непрерывной сеткой атомов углерода и диоксид кремния или кварц с непрерывной трехмерной сеткой из единиц SiO 2 . Графит и группа слюды силикатных минералов структурно состоят из непрерывных двумерных листов, ковалентно связанных внутри слоя, при этом другие типы связей удерживают слои вместе. [3] Неупорядоченные сетчатые твердые тела называются стеклами . Обычно они образуются при быстром охлаждении расплавов, так что остается мало времени для возникновения атомного упорядочения. [4]
Характеристики
- Твердость: очень твердая из-за сильных ковалентных связей по всей решетке (однако деформация может быть легче в направлениях, не требующих разрыва ковалентных связей, как при изгибе или скольжении листов графита или слюды).
- Точка плавления: высокая, поскольку плавление означает разрыв ковалентных связей (а не просто преодоление более слабых межмолекулярных сил). [5]
- Электропроводность в твердой фазе : переменная, [6] в зависимости от природы соединения: твердые тела сети, в которых все электроны используются для сигма-связей (например, алмаз, кварц), являются плохими проводниками, так как в них нет делокализованных электронов. Однако сетчатые твердые тела с делокализованными пи-связями (например, графит) или легирующие примеси могут обладать проводимостью, подобной металлу.
- Электропроводность жидкой фазы: низкая, поскольку макромолекула состоит из нейтральных атомов, что означает, что плавление не освобождает никаких новых носителей заряда (как это было бы для ионного соединения).
- Растворимость: Обычно нерастворим в каком-либо растворителе из-за сложности сольватации такой очень большой молекулы.
Примеры
- Нитрид бора (BN)
- Алмаз (углерод, C)
- Кварц (SiO 2 )
- Диборид рения (ReB 2 )
- Карбид кремния (муассанит, карборунд, SiC)
- Кремний (Si)
- Германий (Ge)
- Нитрид алюминия (AlN)
Смотрите также
Рекомендации
- ^ «Свойства твердых тел» . www.chem.fsu.edu . Проверено 8 февраля 2021 .
- ^ «12.7: Типы кристаллических твердых тел - молекулярные, ионные и атомные» . Либретексты . 2018-05-20 . Проверено 8 февраля 2021 .
- ^ а б Стивен С. Зумдал; Сьюзан А. Зумдал (2000), Химия (5-е изд.), Houghton Mifflin , стр. 470–6, ISBN 0-618-03591-5CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
- ^ Zarzycki, J. Очки и состояние стекловидного тела, Cambridge University Press, Нью-Йорк, 1982.
- ^ Ebbing, Даррелл Д. и РАД Wentworth. Вводная химия. 2-е изд. Бостон: Houghton Mifflin, 1998. Печать.
- ^ Браун, Теодор Л .; LeMay, H. Eugene, Jr .; Bursten, Bruce E .; Мерфи, Кэтрин Дж. (2009). Химия: Центральная наука (11-е изд.). Река Аппер Сэдл, штат Нью-Джерси: Prentice Hall . С. 466–7. ISBN 978-0-13-600617-6.