Γιατί διαφορετικά στερεά έχουν φυσικές ιδιότητες;
1. Ατομική δομή και συγκόλληση:
* Τύποι σύνδεσης: Ο τύπος του δεσμού μεταξύ των ατόμων (ιωνικού, ομοιοπολικού, μεταλλικού) υπαγορεύει τη δύναμη της έλξης μεταξύ τους.
* Ιονικά ομόλογα είναι ισχυρά ηλεκτροστατικά αξιοθέατα μεταξύ αντίθετα φορτισμένων ιόντων, οδηγώντας σε σκληρά, εύθραυστα στερεά με υψηλά σημεία τήξης. (Παράδειγμα:NaCl - Πίνακας αλάτι)
* ομοιοπολικά ομόλογα Περιλαμβάνει την ανταλλαγή ηλεκτρονίων, δημιουργώντας ισχυρούς δεσμούς που μπορεί να είναι πολύ άκαμπτες ή ευέλικτες ανάλογα με το σχήμα του μορίου. (Παράδειγμα:Diamond - πολύ σκληρό, πυρίτιο - εύθραυστο)
* Μεταλλικοί δεσμοί Συμμετέχετε μια "θάλασσα" απομακρυσμένων ηλεκτρονίων που μοιράζονται μεταξύ θετικά φορτισμένων μεταλλικών ιόντων, με αποτέλεσμα την καλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα, τη σμιγβιμότητα και την ολκιμότητα. (Παράδειγμα:χαλκός - εύπλαστο και αγώγιμο)
* διάταξη ατόμων: Πώς τα άτομα είναι διατεταγμένα σε μια στερεή (κρυσταλλική δομή) επηρεάζει τις ιδιότητές του:
* Κρυσταλλικά στερεά Έχετε ένα κανονικό, επαναλαμβανόμενο πρότυπο ατόμων, οδηγώντας σε προβλέψιμες ιδιότητες. (Παράδειγμα:Διαμάντι, αλάτι)
* Άμορφα στερεά δεν έχει ένα επαναλαμβανόμενο μοτίβο, με αποτέλεσμα λιγότερο προβλέψιμες ιδιότητες. (Παράδειγμα:γυαλί, καουτσούκ)
2. Διαμοριακές δυνάμεις:
* Van der Waals Δυνάμεις: Αδύνατα αξιοθέατα μεταξύ μορίων, επηρεάζοντας τις ιδιότητες όπως το σημείο τήξης και το σημείο βρασμού.
* αλληλεπιδράσεις διπόλης-διπόλης εμφανίζονται μεταξύ πολικών μορίων.
* Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου εμφανίζονται μεταξύ όλων των μορίων, προσωρινές διακυμάνσεις στην κατανομή ηλεκτρονίων.
* δεσμός υδρογόνου Εμφανίζεται μεταξύ των μορίων με άτομο υδρογόνου συνδεδεμένο με ένα πολύ ηλεκτροαρνητικό άτομο (όπως το οξυγόνο).
3. Άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν τις φυσικές ιδιότητες:
* Μέγεθος και σχήμα μορίων: Τα μεγαλύτερα μόρια έχουν ισχυρότερες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου, οδηγώντας σε υψηλότερα σημεία τήξης και βρασμού.
* Παρουσία ακαθαρσιών: Οι ακαθαρσίες μπορούν να διαταράξουν την τακτική διάταξη των ατόμων, μεταβάλλοντας τις ιδιότητες όπως το σημείο τήξης και τη σκληρότητα.
* Εξωτερικές συνθήκες: Η θερμοκρασία και η πίεση μπορούν να επηρεάσουν τη φυσική κατάσταση ενός στερεού, μεταβάλλοντας τις ιδιότητές της.
Παραδείγματα:
* Diamond εναντίον γραφίτη: Και οι δύο είναι κατασκευασμένες από άνθρακα, αλλά οι διαφορετικές συγκόλληση και ατομικές ρυθμίσεις τους οδηγούν σε τεράστιες διαφορές στη σκληρότητα, την αγωγιμότητα και την εμφάνιση.
* αλάτι έναντι ζάχαρης: Το αλάτι είναι ιοντικό, με αποτέλεσμα το υψηλό σημείο τήξης και την ευγένεια, ενώ η ζάχαρη είναι ομοιοπολική, οδηγώντας σε χαμηλότερο σημείο τήξης και γλυκύτητα.
Συμπερασματικά: Ο μοναδικός συνδυασμός της ατομικής δομής, της σύνδεσης και των διαμοριακών δυνάμεων υπαγορεύει τις συγκεκριμένες φυσικές ιδιότητες διαφορετικών στερεών. Με την κατανόηση αυτών των αρχών, μπορούμε να προβλέψουμε και να χειριστούμε τις ιδιότητες των υλικών για διάφορες εφαρμογές.
