Ποιοι παράγοντες αντιπροσωπεύουν τη σκληρότητα και τα υψηλά σημεία τήξης των ομοιοπολικά δεσμευμένων ουσιών;
1. Ισχυροί ομοιοπολικοί δεσμοί:
* Ισχυρή έλξη: Οι ομοιοπολικοί δεσμοί περιλαμβάνουν την κατανομή των ηλεκτρονίων μεταξύ των ατόμων, με αποτέλεσμα μια ισχυρή ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ των κοινών ηλεκτρονίων και των θετικά φορτισμένων πυρήνων. Αυτή η ισχυρή έλξη απαιτεί μια σημαντική ποσότητα ενέργειας για να σπάσει, οδηγώντας σε υψηλά σημεία τήξης και βρασμού.
2. Δομή δικτύου:
* γιγαντιαίες ομοιοπολικές δομές: Σε αυτές τις δομές, τα άτομα συνδέονται σε ένα συνεχές τρισδιάστατο δίκτυο, με ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς που εκτείνονται καθ 'όλη τη διάρκεια της δομής. Για παράδειγμα, το διαμάντι, το διοξείδιο του πυριτίου (SiO2) και το καρβίδιο του πυριτίου (sic) είναι παραδείγματα γιγαντιαίων ομοιοπολικών δομών.
* εκτεταμένη σύνδεση: Η δομή του δικτύου οδηγεί σε πολύ υψηλό βαθμό ενδοτομικής σύνδεσης, καθιστώντας εξαιρετικά δύσκολη τη διάσπαση της δομής. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα υψηλά σημεία τήξης και βρασμού και σημαντική σκληρότητα.
3. Έλλειψη δωρεάν ηλεκτρονίων:
* Χωρίς δωρεάν ηλεκτρόνια: Οι ομοιοπολικοί δεσμοί σε γιγαντιαίες ομοιοπολικές δομές δεν έχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια, τα οποία είναι ζωτικής σημασίας για την ηλεκτρική αγωγιμότητα. Αυτή η έλλειψη ελεύθερων ηλεκτρονίων συμβάλλει στην κακή αγωγιμότητα αυτών των υλικών.
4. Τακτική δομή:
* Παραγγείλει διάταξη: Η τακτική και επαναλαμβανόμενη δομή των γιγαντιαίων ομοιοπολικών δικτύων συμβάλλει επίσης στη σκληρότητα τους. Τα άτομα είναι στενά συσκευασμένα και διατεταγμένα σε ένα συγκεκριμένο μοτίβο, καθιστώντας δύσκολο για αυτούς να γλιστρούν ο ένας πάνω από τον άλλον, πράγμα που είναι απαραίτητο για παραμόρφωση ή τήξη.
5. Υψηλή ενέργεια που απαιτείται για την αλλαγή φάσης:
* Απαιτείται μεγάλη ποσότητα ενέργειας: Για να σπάσει τους ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς και να διαταραχθεί η δομή του δικτύου, απαιτείται σημαντική ποσότητα ενέργειας. Αυτή η απαίτηση υψηλής ενέργειας οδηγεί σε υψηλά σημεία τήξης και βρασμού.
Αντίθετα, οι ουσίες με αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις, όπως οι δυνάμεις van der Waals ή οι δεσμοί υδρογόνου, έχουν χαμηλότερα σημεία τήξης και βρασμού λόγω της σχετικά ασθενέστερης έλξης μεταξύ μορίων.
Παραδείγματα:
* Diamond: Ένα από τα πιο σκληρά γνωστά υλικά, με πολύ υψηλό σημείο τήξης λόγω των ισχυρών ομοιοπολικών δεσμών και της εκτεταμένης δομής του δικτύου.
* διοξείδιο του πυριτίου (SiO2): Το κύριο συστατικό της άμμου και του γυαλιού, έχει επίσης ένα υψηλό σημείο τήξης και είναι αρκετά δύσκολο λόγω της δομής του δικτύου.
* καρβίδιο πυριτίου (sic): Ένα πολύ σκληρό και ανθεκτικό στη θερμότητα υλικό, που χρησιμοποιείται σε λειαντικά υλικά και εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας λόγω των ισχυρών ομοιοπολικών δεσμών και της δομής του δικτύου.
Συνοπτικά, η σκληρότητα και τα υψηλά σημεία τήξης των ομοιοπολικά δεσμευμένων ουσιών, ειδικά εκείνων που σχηματίζουν γιγαντιαίες ομοιοπολικές δομές, αποτελούν άμεση συνέπεια των ισχυρών ομοιοπολικών δεσμών, της εκτεταμένης δομής του δικτύου και της υψηλής ενέργειας που απαιτείται για να σπάσει αυτούς τους δεσμούς.
