İçerik
Atom seviyesinde katı maddeler üç temel yapıya sahiptir.Bardak ve kil molekülleri, düzenleri için yinelenen bir yapı veya desen olmadan çok düzensizdir: bunlara amorf katı maddeler denir. Metaller, alaşımlar ve tuzlar, silisyum oksitler ve karbon grafit ve elmas formları dahil olmak üzere bazı metalik olmayan bileşik türlerinde olduğu gibi kafesler halinde bulunur. Kafesler, en küçüğü birim hücre olarak adlandırılan yinelenen birimleri içerir. Birim hücre, herhangi bir büyüklükteki kafes makro yapısını oluşturmak için gereken tüm bilgiyi taşır.
Kafes Yapısal Özellikleri
Tüm kafesler, kurucu atomları veya iyonları düzenli aralıklarla yerinde tutulan yüksek sıralı olmalarıyla karakterize edilir. Metalik kafeslerde bağ elektrostatiktir, oysa silikon oksitler, grafit ve elmasta bağ kovalenttir. Tüm kafes tiplerinde, oluşturucu parçacıklar, enerjik olarak en uygun konfigürasyonda düzenlenir.
Metalik Kafes Enerjisi
Metaller, bir denizde pozitif iyonlar veya delocalized elektronlar bulutunda bulunur. Örneğin bakır, elektron denizinde bakır (II) iyonları olarak bulunur, her bakır atomu bu denize iki elektron bağışladı. Metal iyonları ve elektriğin arasına kafesin sırasını veren elektrostatik enerjidir ve bu enerji olmadan katı bir buhar olacaktır. Metalik bir kafesin kuvveti, kafes enerjisiyle tanımlanır; bu, bir katı kafesin bir molünün kurucu atomlarından oluştuğu zaman enerji değişimidir. Metalik bağlar çok güçlüdür, bu yüzden metallerin yüksek erime sıcaklıklarına sahip olma eğilimindedir, bu nedenle erime, katı kafesin kırıldığı noktadır.
Kovalent İnorganik Yapılar
Silisyum dioksit veya silika, kovalent bir kafes örneğidir. Silikon dört değerli bir yapıya sahiptir, yani dört kovalent bağ oluşturur; Silikada bu bağların her biri bir oksijenedir. Silisyum-oksijen bağı çok güçlüdür ve bu da silikayı yüksek bir erime noktasına sahip çok kararlı bir yapı yapar. Metallerde bulunan serbest elektronların denizleri, onları iyi elektriksel ve termal iletken kılar. Silislerde veya diğer kovalent kafeslerde serbest elektron yoktur, bu yüzden zayıf ısı veya elektrik iletkenleridir. Zayıf iletken olan herhangi bir maddeye yalıtkan denir.
Farklı Kovalent Yapılar
Karbon, farklı kovalent yapılara sahip bir maddenin bir örneğidir. Kurum veya kömürde bulunan şekilsiz karbon, tekrar eden bir yapıya sahip değildir. Grafit, kurşun kalemlerde ve karbon elyaf üretiminde kullanılan, çok daha fazla sipariş. Grafit, bir tabaka kalınlığında altıgen karbon atomu tabakalarını içerir. Elmas, daha sert, inanılmaz derecede güçlü bir tetrahedral kafes oluşturmak için birlikte karbon bağları içeren, daha da sipariş edilir. Elmaslar aşırı sıcak ve basınç altında oluşur ve elmas bilinen tüm doğal maddelerin en zorudur. Kimyasal olsa da, elmas ve kurum aynıdır. Elementlerin veya bileşiklerin farklı yapılarına allotroplar denir.