ネットワーク共有結合固体

ネットワーク共有結合固体は、強力な共有結合によって結合された個々の原子の広大な3次元ネットワークで構成された結晶性固体です。

ネットワーク共有固体の例としては、炭素原子の連続ネットワークを持つダイヤモンドや、シリコン原子と酸素原子の連続ネットワークを持つクォーツなどがあります。

原子間の非常に強い共有結合力により、これらの固体は融点が非常に高い硬くなります。

たとえば、ダイヤモンドでは、各炭素原子はsp³混成され、単一の共有結合を介して4つの隣接する炭素原子に四面体に接続されています。

この強く相互接続されたネットワークは、ダイヤモンドの異常な硬度とその非常に高い融点を説明しています。ダイヤモンドは、非局在化電子がないため、導電率が劣ります。

石英では、各シリコン原子は4つの酸素原子に結合しており、各酸素原子は一対のシリコン原子間で共有されています。強力なシリコン-酸素共有結合により、石英の硬度と高融点が得られます。

グラファイトは、柔らかく電気を通すため、珍しいネットワーク共有固体です。ダイヤモンドと同様に、グラファイトは炭素の同素体であり、2つの材料が異なる3次元配列の炭素原子で構成されていることを意味します。

グラファイトでは、炭素原子は相互接続された六角形のリングの層に配置されています。各層内では、各炭素原子はsp²混成され、隣接する3つの炭素原子に共有結合しています。

非結合性電子は層全体で非局在化されているため、グラファイトは優れた導電体になります。ただし、これらの層は弱い分散力によってのみ一緒に保持されます。

その結果、層が互いに滑り落ち、グラファイトが柔らかくフレーク状になります。

これがグラファイトが鉛筆に使用されている理由です:炭素の層は紙に簡単に転写されます。