Ποια είναι η φυσική ιδιότητα της γιγαντιαίας ομοιοπολικής δομής;
1. Ισχυρή και άκαμπτη: Οι ισχυροί ομοιοπολικοί δεσμοί μεταξύ των ατόμων σε γιγαντιαίες ομοιοπολικές δομές έχουν ως αποτέλεσμα ισχυρά και άκαμπτα υλικά. Η σφιχτά συσκευασμένη διάταξη των ατόμων, συχνά σε κανονικά πρότυπα, ενισχύει περαιτέρω την ακαμψία τους. Για παράδειγμα, το Diamond, που αποτελείται από άτομα άνθρακα που είναι διατεταγμένα σε ένα κυβικό πλέγμα διαμαντιών, είναι γνωστό για την εξαιρετική σκληρότητα και την αντίσταση του στο ξύσιμο.
2. υψηλά σημεία τήξης και βρασμού: Οι γιγαντιαίες ομοιοπολικές δομές έχουν γενικά υψηλά σημεία τήξης και βρασμού λόγω των ισχυρών συνεκτικών δυνάμεων που συγκρατούν τα άτομα τους μαζί. Η υπέρβαση αυτών των δυνάμεων απαιτεί σημαντική ενέργεια, οδηγώντας σε αυξημένα σημεία τήξης και βρασμού. Για παράδειγμα, ο γραφίτης, μια άλλη μορφή άνθρακα, λιώνει στους 3642 ° C και το καρβίδιο του πυριτίου (sic) λιώνει σε περίπου 2730 ° C.
3. κακή ηλεκτρική αγωγιμότητα: Γενικά, οι γιγάντιες ομοιοπολικές δομές είναι κακοί αγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια σθένους σε αυτές τις δομές συνδέονται στενά με τα αντίστοιχα άτομα τους, δεν κινητοποιούνται εύκολα. Έτσι, δεν διαθέτουν τα ελεύθερα ηλεκτρόνια που απαιτούνται για αποτελεσματική ηλεκτρική αγωγιμότητα. Το Diamond, για παράδειγμα, είναι ένας εξαιρετικός ηλεκτρικός μονωτής.
4. Διαφάνεια: Ορισμένες γιγαντιαίες ομοιοπολικές δομές, όπως το Diamond, είναι διαφανείς στο ορατό φως λόγω των τακτικών και συμμετρικών ρυθμίσεων των ατόμων. Η έλλειψη εύκολα διεγερτών ηλεκτρόνων τους εμποδίζει να απορροφήσουν το φως στο ορατό εύρος, επιτρέποντας να περάσει το φως χωρίς σημαντική απορρόφηση. Αυτή η ιδιότητα καθιστά το διαμάντι πολύτιμο για διάφορες οπτικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων εργαλείων κοπής ακριβείας και παραθύρων λέιζερ.
5. Παρά τη δύναμή τους, οι γιγάντιες ομοιοπολικές δομές τείνουν να είναι εύθραυστες, που σημαίνει ότι σπάζουν ξαφνικά χωρίς σημαντική πλαστική παραμόρφωση όταν υποβάλλονται σε άγχος. Η άκαμπτη φύση των ομοιοπολικών δεσμών περιορίζει την κίνηση και την αναδιάταξη των ατόμων κάτω από τις εφαρμοσμένες δυνάμεις, περιορίζοντας την ικανότητά τους να αντέχουν στην παραμόρφωση. Εύθραυστα υλικά όπως το κάταγμα του διαμαντιού και του πυριτίου καρβιδίου εύκολα όταν υποβάλλονται σε υπερβολικό ή τοπικό στρες.
Με την κατανόηση αυτών των φυσικών ιδιοτήτων, οι επιστήμονες και οι μηχανικοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν αποτελεσματικά τα γιγαντιαία ομοιοπολικά υλικά σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της μηχανικής, της κατασκευής, της οπτικής, της ηλεκτρονικής και της επιστήμης των υλικών. Ο μοναδικός συνδυασμός αντοχής, ακαμψίας, διαφάνειας και άλλων ιδιοτήτων καθιστά αυτά τα υλικά απαραίτητα για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, από εργαλεία κοπής υψηλής απόδοσης μέχρι εξαρτήματα υψηλής θερμοκρασίας και ηλεκτρονικές συσκευές.
