Γιατί οι ομοιοπολικές ενώσεις είναι φτωχοί στη διεξαγωγή θερμότητας;
1. Έλλειψη μεταφορέων ελεύθερης χρέωσης:
* Οι ομοιοπολικοί δεσμοί περιλαμβάνουν την ανταλλαγή ηλεκτρονίων μεταξύ των ατόμων. Αυτά τα ηλεκτρόνια συνδέονται στενά μέσα στο μόριο και δεν είναι ελεύθερα να κινούνται σε όλο το υλικό.
* Σε αντίθεση με τα μέταλλα, τα οποία έχουν "θάλασσα" ελεύθερα ηλεκτρόνια, οι ομοιοπολικές ενώσεις δεν διαθέτουν άμεσα διαθέσιμους φορείς φόρτισης για τη μεταφορά θερμικής ενέργειας.
2. Αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις:
* Οι ομοιοπολικές ενώσεις συγκρατούνται από σχετικά αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις (όπως οι δυνάμεις van der Waals ή οι δεσμοί υδρογόνου).
* Αυτές οι δυνάμεις είναι πολύ πιο αδύναμες από τους μεταλλικούς δεσμούς στα μέταλλα.
* Αυτό σημαίνει ότι τα μόρια σε ομοιοπολικές ενώσεις δεν δονείται τόσο εύκολα ή μεταφέρονται ενέργεια τόσο αποτελεσματικά όσο στα μέταλλα.
3. Περιορισμένες δονητικές λειτουργίες:
* Τα μόρια σε ομοιοπολικές ενώσεις έχουν περιορισμένους τρόπους δόνησης και μεταφοράς ενέργειας.
* Ενώ υπάρχουν δονήσεις μέσα στα ίδια τα μόρια, αυτές οι δονήσεις είναι λιγότερο αποτελεσματικές στη μεταφορά ενέργειας σε σύγκριση με τα ελεύθερα ηλεκτρόνια σε μέταλλα.
4. Μη-θολωτό εναντίον πολικών ομοιοπολικών δεσμών:
* Οι μη πολικοί ομοιοπολικοί δεσμοί (όπου τα ηλεκτρόνια μοιράζονται εξίσου) είναι γενικά φτωχότεροι αγωγοί από τους πολικούς ομοιοπολικούς δεσμούς (όπου τα ηλεκτρόνια μοιράζονται ανομοιογενή).
* Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ανομοιογενής κατανομή της φόρτισης σε πολικά μόρια μπορεί να δημιουργήσει προσωρινά δίπολα που επιτρέπουν κάποιο βαθμό μεταφοράς ενέργειας.
Παραδείγματα:
* Diamond: Ένα πολύ ισχυρό ομοιοπολικό δίκτυο στερεό, αλλά ένα εξαιρετικό μονωτήρα λόγω των στενά συνδεδεμένων ηλεκτρόνων.
* νερό: Μια πολική ομοιοπολική ένωση, αλλά εξακολουθεί να είναι ένας σχετικά κακός αγωγός θερμότητας σε σύγκριση με τα μέταλλα.
Εξαιρέσεις:
Υπάρχουν κάποιες εξαιρέσεις, όπως ο γραφίτης, ο οποίος έχει μια μοναδική δομή με απομακρυσμένα ηλεκτρόνια που του επιτρέπουν να διεξάγει θερμότητα καλύτερα από άλλα ομοιοπολικά υλικά. Ωστόσο, γενικά, οι ομοιοπολικές ενώσεις δεν είναι καλοί αγωγοί θερμότητας.
