Kovalent nätverksbindning
Ett fast eller kovalent nätverksfast ämne (även kallat atomärt kristallina fasta ämnen eller gigantiska kovalenta strukturer ) är en kemisk förening (eller element) där atomerna är bundna av kovalenta bindningar i ett kontinuerligt nätverk som sträcker sig genom hela materialet. I ett fast nätverk finns inga enskilda molekyler , och hela kristallen eller det amorfa fasta ämnet kan betraktas som en makromolekyl . Formler för fasta ämnen i nätverk, som de för joniska föreningar , är enkla förhållanden mellan komponentatomerna som representeras av en formelenhet .
Exempel på fasta ämnen i nätverk inkluderar diamant med ett kontinuerligt nätverk av kolatomer och kiseldioxid eller kvarts med ett kontinuerligt tredimensionellt nätverk av SiO 2 -enheter. Grafit och glimmergruppen av silikatmineral består strukturellt av kontinuerliga tvådimensionella ark kovalent bundna inuti lagret, med andra bindningstyper som håller samman lagren. Oordnade nätverksfasta ämnen kallas glasögon . Dessa bildas typiskt vid snabb kylning av smältor så att lite tid är kvar för atomär ordning att inträffa.
Egenskaper
- Hårdhet: Mycket hård, på grund av de starka kovalenta bindningarna genom hela gittret (deformation kan dock vara lättare i riktningar som inte kräver att några kovalenta bindningar bryts, som vid böjning eller glidning av ark i grafit eller glimmer).
- Smältpunkt: Hög, eftersom smältning innebär att bryta kovalenta bindningar (snarare än att bara övervinna svagare intermolekylära krafter).
- Elektrisk ledningsförmåga i fast fas : Variabel, beroende på bindningens karaktär: fasta nätverksämnen där alla elektroner används för sigmabindningar (t.ex. diamant, kvarts) är dåliga ledare, eftersom det inte finns några delokaliserade elektroner. Fasta ämnen i nätverk med delokaliserade pi-bindningar (t.ex. grafit) eller dopämnen kan emellertid uppvisa metallliknande ledningsförmåga.
- Elektrisk ledningsförmåga i vätskefas: Låg, eftersom makromolekylen består av neutrala atomer, vilket betyder att smältning inte frigör några nya laddningsbärare (som det skulle göra för en jonisk förening).
- Löslighet: Generellt olöslig i något lösningsmedel på grund av svårigheten att solvatisera en så stor molekyl.
Exempel
- Bornitrid (BN)
- Diamant (kol, C)
- Kvarts (SiO 2 )
- Rheniumdiborid (ReB 2 )
- Kiselkarbid (moissanite, karborundum, SiC)
- Kisel (Si)
- Germanium (Ge)
- Aluminiumnitrid (AlN)
Se även