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11.20: 网络共价固体
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Network Covalent Solids
 
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11.20: 网络共价固体

网络共价固体包含一个三维共价结合的原子网,如晶体结构中的金刚石,石墨,硅和一些共价化合物等非金属,如二氧化硅 (沙子) 和碳化硅 (碳化硅砂,砂纸上的磨蚀剂)。 许多矿物都有共价键网络。

要断开或熔化原子晶体固体,必须断开共价键。 由于共价键相对较强,因此原子晶体固体的特征通常是硬度,强度和高熔点。 例如,金刚石是已知最难溶出的物质之一,其熔融温度超过 3500 °C

钻石与石墨

碳是一个基本元素;钻石和石墨是两种最常见的碳分配。 配发的绳索是相同元件的不同结构形式。 钻石是最难识别的物质之一,而石墨足够软,可以用作铅笔铅。 这些非常不同的性质源自不同分配绳中不同碳原子的排列。

由于碳原子之间在各个方面的强键,金刚石的坚硬的含量极高。 石墨由共价晶体的平面组成,这些晶体由非共价力层固定在一起。 与典型的共价固体不同,石墨非常柔软,导电性很强。 由于碳层之间的吸引力较弱,石墨 (铅笔铅) 会生锈到纸张上。

石墨烯:未来的材料

最近发现的一种碳形式是石墨烯。 石墨烯最初是在 2004 年通过使用胶带从石墨中剥离更薄的层来隔离的。 它基本上是一张石墨 (一个原子厚)。 石墨烯不仅坚固轻便,而且还具有出色的导电体和热量。 这些性质可能在各种应用中非常有用,例如大幅改进的计算机芯片和电路,更好的电池和太阳能电池以及更强更轻的结构材料。 2010 年诺贝尔物理学奖因 安德烈·海姆(Andre Geim) 和 康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov) 在石墨烯方面的开创性工作而获得奖项。

本文改编自 Openstax, 化学 2e, 第10.5节:物质的固态。

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