11.19
Ковалентные твердые тела это кристаллические твердые тела, которые состоят из обширной трехмерной сети отдельных атомов, удерживаемых вместе прочными ковалентными связями. Примеры ковалентных твердых тел с сетчатой структурой включают алмаз, который имеет непрерывную сеть атомов углерода, и кварц, который имеет непрерывную сеть атомов кремния и кислорода. Чрезвычайно сильные ковалентные силы между атомами делают эти твердые тела твердыми с очень высокими температурами плавления.
Например, в алмазе каждый атом углерода sp³ гибридизован и тетраэдрически связан с четырьмя соседними атомами углерода одинарными ковалентными связями. Эта сильно взаимосвязанная сеть объясняет необычную твердость алмаза и его очень высокую температуру плавления. Алмаз плохой проводник, так как в нем нет делокализованных электронов.
В кварце каждый атом кремния связан с четырьмя атомами кислорода, и каждый атом кислорода связан с парой атомов кремния. Прочная кремний-кислородная ковалентная связь обеспечивает твердость и высокую температуру плавления кварца. Графит представляет собой необычное сетчатое ковалентное твердое тело, потому что он мягкий и проводит электричество.
Как и алмаз, графит представляет собой аллотропную модификацию углерода, то есть, эти два вещества состоят из атомов углерода, образующих различные трехмерные структуры. В графите атомы углерода расположены слоями из связанных гексагональных колец. В каждом слое каждый атом углерода sp² гибридизован и ковалентно связан с тремя соседними атомами углерода.
Несвязывающие электроны делокализованы по всему слою, что делает графит хорошим проводником электричества. Однако эти слои удерживаются вместе только слабыми дисперсионными силами. Следовательно, слои могут скользить друг по другу, делая графит мягким и шелушащимся.
Вот почему в карандашах используется графит:слои углерода легко переносятся на бумагу.
Ковалентные твердые частицы сети содержат трехмерную сеть ковалентно связанных атомов, как они встречаются в кристаллических структурах неметаллов, та…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.