شبكة صلبة
المادة الصلبة الشبكية أو المادة الصلبة الشبكية التساهمية (وتُسمى أيضًا المواد الصلبة البلورية الذرية أو البنى التساهمية العملاقة ) [ 1 ] هي مركب كيميائي (أو عنصر) ترتبط فيه الذرات بروابط تساهمية في شبكة متصلة تمتد عبر المادة. [ 2 ] لا توجد جزيئات منفردة في المادة الصلبة الشبكية، ويمكن اعتبار البلورة بأكملها أو المادة الصلبة غير المتبلورة جزيئًا ضخمًا . صيغ المواد الصلبة الشبكية، مثل صيغ المركبات الأيونية ، هي نسب بسيطة للذرات المكونة التي تمثلها وحدة الصيغة . [ 3 ]
تشمل أمثلة المواد الصلبة الشبكية الماس ، الذي يتميز بشبكة متصلة من ذرات الكربون، وثاني أكسيد السيليكون أو الكوارتز، اللذان يتميزان بشبكة ثلاثية الأبعاد متصلة من وحدات SiO₂. يتكون الجرافيت ومجموعة معادن السيليكات من الميكا من صفائح ثنائية الأبعاد متصلة بروابط تساهمية داخل الطبقة، مع وجود أنواع أخرى من الروابط التي تربط الطبقات معًا. [ 3 ] تُسمى المواد الصلبة الشبكية غير المنتظمة بالزجاج . تتشكل هذه المواد عادةً عند التبريد السريع للمصهورات، مما لا يترك وقتًا كافيًا لحدوث الترتيب الذري. [ 4 ]
ملكيات
- الصلابة: صلبة للغاية، وذلك بسبب الروابط التساهمية القوية في جميع أنحاء الشبكة (ومع ذلك، يمكن أن يكون التشوه أسهل في الاتجاهات التي لا تتطلب كسر أي روابط تساهمية، كما هو الحال مع ثني أو انزلاق الصفائح في الجرافيت أو الميكا).
- درجة الانصهار: عالية، لأن الانصهار يعني كسر الروابط التساهمية (بدلاً من مجرد التغلب على قوى التجاذب بين الجزيئات الأضعف). [ 5 ]
- الموصلية الكهربائية في الحالة الصلبة : متغيرة، [ 6 ] تبعًا لطبيعة الروابط: المواد الصلبة الشبكية التي تُستخدم فيها جميع الإلكترونات لروابط سيجما (مثل الماس والكوارتز) موصلات رديئة، لعدم وجود إلكترونات غير متمركزة. مع ذلك، يمكن للمواد الصلبة الشبكية ذات روابط باي غير متمركزة (مثل الجرافيت) أو المُطعِّمات أن تُظهر موصلية شبيهة بالمعادن.
- الموصلية الكهربائية في الطور السائل: منخفضة، لأن الجزيء الكبير يتكون من ذرات متعادلة، مما يعني أن الانصهار لا يحرر أي حاملات شحنة جديدة (كما هو الحال بالنسبة للمركب الأيوني).
- الذوبانية: غير قابل للذوبان بشكل عام في أي مذيب بسبب صعوبة إذابة مثل هذا الجزيء الكبير.
أمثلة
- نتريد البورون (BN)
- الماس (الكربون، C)
- الكوارتز (SiO 2 )
- ثنائي بوريد الرينيوم (ReB 2 )
- كربيد السيليكون (مويسانيت، كاربوراندوم، SiC)
- السيليكون (Si)
- الجرمانيوم (Ge)
- نتريد الألومنيوم (AlN)
- متآصل ألفا القصدير (القصدير الرمادي، Sn)
انظر أيضاً
- الترابط في المواد الصلبة - نظرة عامة على أنواع الترابط المختلفة في المواد الصلبة
- المواد الصلبة الجزيئية - مواد تحتوي على جزيئات منفصلة مترابطة بروابط جزيئية ضعيفة
- المواد الصلبة الأيونية ( الأملاح ) - مواد ذات شبكة من الروابط الأيونية القوية بدلاً من الروابط التساهمية
- المعادن - مواد مترابطة بروابط معدنية قوية بدلاً من الروابط التساهمية
- المواد الطبقية - مواد ذات شبكات من الروابط القوية داخل صفائح ثنائية الأبعاد، مع روابط أضعف بكثير بين الصفائح.
- البوليمرات - مواد ذات روابط قوية داخل السلاسل أحادية البعد وروابط أضعف بكثير بين السلاسل
مراجع
- ↑ "خواص المواد الصلبة" . www.chem.fsu.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2021-02-08 .
- ↑ "الشبكة" . كتاب IUPAC الذهبي .
- 1 2 ستيفن س. زومدال؛ سوزان أ. زومدال (2000)، الكيمياء ( الطبعة الخامسة)، هوتون ميفلين ، الصفحات 470-476 ، ISBN 0-618-03591-5
- ↑ زارزيكي، ج. النظارات والحالة الزجاجية، مطبعة جامعة كامبريدج، نيويورك، 1982.
- ↑ إيبينغ، داريل د.، و آر إيه دي وينتورث. الكيمياء التمهيدية. الطبعة الثانية. بوسطن: هوتون ميفلين، 1998. مطبوع.
- ↑ براون، ثيودور ل.؛ ليماي، هـ. يوجين الابن؛ بورستن، بروس إي.؛ مورفي، كاثرين ج. (2009). الكيمياء: العلم المركزي ( الطبعة الحادية عشرة). أبر سادل ريفر، نيوجيرسي: برنتيس هول . الصفحات 466-467 . ISBN 978-0-13-600617-6.
- الروابط الكيميائية