11.19
Les solides covalents en réseau sont des solides cristallins qui sont constitués d'un vaste réseau tridimensionnel d'atomes individuels maintenus ensemble par de fortes liaisons covalentes. Des exemples de solides covalents en réseau sont le diamant, qui a un réseau continu d'atomes carbone et le quartz, qui possède un réseau continu de silicium et des atomes d'oxygène. Les forces covalentes extrêmement fortes entre les atomes rendent ces solides durs avec des points de fusion très élevés.
Par exemple, dans le diamant, chaque atome de carbone est sp³ hybridé et connecté tétraédralement à quatre atomes de carbone voisins via des liaisons covalentes simples. Ce réseau fortement interconnecté explique a dureté inhabituelle du diamant et son point de fusion très élevé. Le diamant est un mauvais conducteur électrique, car il ne comporte pas d'électrons délocalisés.
Dans le quartz, chaque atome de silicium est lié à quatre atomes d'oxygène, et chaque atome d'oxygène est partagé entre une paire d'atomes de silicium. La forte liaison covalente silicium-oxygène explique la dureté et le point de fusion élevé du quartz. Le graphite est un solide covalent de réseau inhabituel parce qu'il est doux et conduit l'électricité.
Tout comme le diamant, le graphite est un allotrope de carbone, ce qui signifie que les deux matériaux sont composés d'atomes de carbone dans différents espaces tridimensionnels. Dans le graphite, les atomes de carbone sont disposés en couches d'anneaux hexagonaux interconnectés. Dans chaque couche, chaque atome de carbone est hybridé sp² et est lié de manière covalente à trois atomes de carbone voisins.
Les électrons non liés sont délocalisés sur toute la couche, rendant ainsi le graphite un bon conducteur électrique. Cependant, ces couches uniquement liées entre elles par de faibles forces de dispersion. Par conséquent, les couches peuvent se chevaucher les unes sur les autres, rendant le graphite doux et floconneux.
C'est pourquoi le graphite est utilisé dans les crayons, car les couches de carbone sont facilement transférés sur le papier.
Les solides de réseau covalent contiennent un réseau tridimensionnel d'atomes liés par covalence, tel qu'on en trouve dans les structures cristallines…
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