11.19
네트워크 공유 고체는 강한 공유 결합에 의해 결합되어 있는 개별 원자의 거대한 3차원 네트워크로 구성된 결정성 고체입니다. 네트워크 공유 고체의 예로는 연속적인 탄소 원자 네트워크를 가진 다이아몬드와 연속적인 실리콘 및 산소 원자 네트워크를 가진 석영을 들 수 있습니다. 원자 사이의 극도로 강한 공유력은 고체를 단단하게 하며 매우 높은 녹는 점을 가지게 합니다.
예를 들어 다이아몬드에서는 각 탄소 원자가 sp²으로 혼합되어 단일 공유 결합을 통해 네 개의 인접한 탄소 원자와 사면체로 연결됩니다. 강하게 연결된 이 네트워크로 하여 다이아몬드는 비정상적인 경도와 매우 높은 용융점을 가지게 됩니다. 다이아몬드는 변위된 전자가 없기 때문에 전기 도체로 되지 못합니다.
석영에서 각 실리콘 원자는 네 개의 산소 원자와 결합되고 각 산소 원자는 한 쌍의 실리콘 원자 사이에 공유됩니다. 강한 실리콘-산소 공유 접합으로 하여 석영은 굳으며 높은 용융점을 가집니다. 흑연은 무르고 전기를 전도하기 때문에 특이한 네트워크 공유 고체입니다.
다이아몬드와 같이 흑연은 탄소의 동소체이며 따라서 이것은 두 물질이 탄소 원자의 서로 다른 3차원 배열을 가진다는 것을 의미합니다. 흑연에서 탄소 원자는 상호 연결된 육각형 고리의 층으로 배열됩니다. 각 층 내에서 각 탄소 원자는 sp² 혼합되어 세 개의 인접한 탄소 원자와 공유적으로 결합됩니다.
비공유 전자쌍은 전체 층에 걸쳐 배위되어 흑연을 좋은 전기 전도체로 되게 합니다. 그러나 이러한 층은 약한 분산력에 의해서만 서로 유지합니다. 결과적으로 층은 서로 미끄러져 지나갈 수 있고 따라서 흑연은 무르고 조각으로 떨어지기 쉽습니다.
이것이 연필에 흑연이 사용되는 이유입니다. 탄소의 층은 종이에 쉽게 옮겨집니다.
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