Γιατί το Diamond έχει υψηλότερο σημείο τήξης από το καρβίδιο του πυριτίου;

Παρόλο που μπορεί να περιμένετε από το Diamond να έχει υψηλότερο σημείο τήξης από το καρβίδιο του πυριτίου (sic) λόγω των ισχυρότερων δεσμών άνθρακα-άνθρακα, η πραγματικότητα είναι λίγο πιο περίπλοκη. sic έχει στην πραγματικότητα ένα υψηλότερο σημείο τήξης από το διαμάντι.

Εδώ είναι γιατί:

* Αντοχή δεσμού: Ενώ το Diamond έχει ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς, η SIC έχει ακόμη ισχυρότερους ομοιοπολικούς δεσμούς λόγω της παρουσίας ατόμων πυριτίου και άνθρακα. Η συγκόλληση στο SIC είναι πιο ιοντικό χαρακτήρα από τους καθαρά ομοιοπολικούς δεσμούς στο διαμάντι, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ των ατόμων.

* Κρυσταλλική δομή: Τόσο το Diamond όσο και το SIC έχουν δομή δικτύου 3D, αλλά η διάταξη των ατόμων στο SIC είναι ελαφρώς πιο συμπαγής και αποτελεσματική. Αυτή η στενότερη συσκευασία αυξάνει τις συνεκτικές δυνάμεις μεταξύ των ατόμων, καθιστώντας το SIC πιο ανθεκτικό στην τήξη.

* Πίεση: Το Diamond είναι θερμοδυναμικά σταθερό μόνο υπό υψηλή πίεση. Όταν μειώνεται η πίεση, το Diamond μπορεί να μετατραπεί σε γραφίτη, ο οποίος έχει πολύ χαμηλότερο σημείο τήξης. Το SIC, από την άλλη πλευρά, είναι σταθερή υπό κανονικές συνθήκες και δεν υποβάλλεται σε παρόμοιο μετασχηματισμό.

Συνοπτικά: Ενώ το Diamond έχει εξαιρετικά ισχυρούς δεσμούς, οι ισχυρότεροι δεσμοί και η πιο συμπαγή δομή του SIC συμβάλλουν στο υψηλότερο σημείο τήξης.

Εδώ είναι μια σύγκριση των σημείων τήξης τους:

* Diamond: 3550 ° C (6422 ° F)

* καρβίδιο πυριτίου: 2830 ° C (5126 ° F)

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτές είναι μόνο κατά προσέγγιση τιμές και το πραγματικό σημείο τήξης μπορεί να ποικίλει ανάλογα με παράγοντες όπως η καθαρότητα και η πίεση.