Conţinut
- Caracteristicile structurale ale zăbrelei
- Energie metalică cu zăbrele
- Structuri anorganice covalente
- Diferite structuri covalente
La nivel atomic, solidele au trei structuri de bază.Moleculele ochelarilor și argilelor sunt foarte dezordonate, fără structură sau model repetat la dispunerea lor: acestea se numesc solide amorfe. Metalele, aliajele și sărurile există ca zăbrele, la fel ca unele tipuri de compuși nemetalici, inclusiv oxizii de siliciu și formele de carbon din grafit și diamant. Zăbrele cuprind unități care se repetă, dintre care cea mai mică se numește celulă unitară. Celula unității poartă toate informațiile necesare pentru a construi o macrostructura de zăbrele de orice dimensiune dată.
Caracteristicile structurale ale zăbrelei
Toate zăbrele sunt caracterizate prin faptul că sunt foarte ordonate, cu atomii lor constitutivi sau ioni menținuți la intervale regulate. Lipirea în zăbrele metalice este electrostatică, în timp ce lipirea în oxizi de siliciu, grafit și diamant este covalentă. În toate tipurile de zăbrele, particulele constituente sunt dispuse în configurația cea mai favorabilă din punct de vedere energetic.
Energie metalică cu zăbrele
Metalele există ca ioni pozitivi într-o mare sau un nor de electroni delocalizați. De exemplu, cupru există sub formă de ioni de cupru (II) într-o mare de electroni, fiecare atom de cupru donând doi electroni acestei mări. Energia electrostatică dintre ionii metalici și electroni este cea care dă ordinul zăbrelei și fără această energie solidul ar fi un vapor. Rezistența unei zăbrele metalice este definită de energia sa de zăbrele, care este schimbarea energiei atunci când se formează o aluniță dintr-o grilă solidă din atomii săi. Legăturile metalice sunt foarte puternice, motiv pentru care metalele tind să aibă temperaturi ridicate de topire, topirea fiind punctul în care zarzavatura solidă se descompune.
Structuri anorganice covalente
Dioxidul de siliciu, sau silica, este un exemplu de rețea covalentă. Siliciul este tetravalent, ceea ce înseamnă că va forma patru legături covalente; în silice fiecare dintre aceste legături este la un oxigen. Legătura siliciu-oxigen este foarte puternică, ceea ce face din silice o structură foarte stabilă, cu un punct de topire ridicat. Este marea de electroni liberi din metale care îi face buni conductori electrici și termici. Nu există electroni liberi în silice sau alte grilaje covalente, motiv pentru care sunt conductoare slabe de căldură sau electricitate. Orice substanță care este un conductor slab se numește izolator.
Diferite structuri covalente
Carbonul este un exemplu de substanță care are structuri covalente diferite. Carbonul amorf, care se găsește în funingine sau cărbune nu are o structură repetabilă. Grafit, utilizat în conductele creioanelor și la producția de fibre de carbon, într-o manieră mult mai ordonată. Graficul cuprinde straturi de atomi de carbon hexagonali cu grosimea unui strat. Diamantul este și mai ordonat, cuprinzând legături de carboni împreună pentru a forma o grilă tetraedrică rigidă, incredibil de puternică. Diamantele sunt formate sub căldură și presiune extremă, iar diamantul este cel mai greu dintre toate substanțele naturale cunoscute. Chimic însă, diamantul și funinginea sunt identice. Structurile diferite ale elementelor sau compușilor se numesc alotrope.