Ковалентни мрежови твърди вещества | Междумолекулни сили и свойства | Химия за напреднали | Кан Академия

Вече говорихме

за много видове твърди вещества.

Говорихме за йонни твърди вещества.

Те се образуват, когато имаш йони,

привлечени едни към други,

и образуват кристално-решетъчни структури.

Виждали сме метални твърди вещсетва

и сме мислили за тях като тези положителни йони

в това море от отрицателно заредени електрони.

И също сме виждали молекулни твърди вещсетва,

които са образувани от индивидуални молекули, които са привлечени

една към друга чрез междумолекулни сили.

Това, което е различно при ковалентните мрежови твърди вещества е,

че те са цели мрежи, образувани от ковалентни връзки.

Това, което виждаме тук, например, е мрежа

от силикон и въглерод

и това тук е силиконов карбид.

Някои от вас може да се чудят

дали вече не сме виждали ковалентни връзки да участват

в твърдо вещество преди, например, в молекулните твърди вещества.

И това тук е пример

за молекулно вещество, което сме проучвали в това видео.

Имаш молекулите,

които са изградени от атоми, свързани с ковалентни връзки.

Но причината това да образува твърдо вещество е

понеже молекулите са привлечени една към друга

чрез междумолекулни сили.

И ако искаш да стопиш това молекулно твърдо вещество,

трябва да преодолееш

тези междумолекулни сили.

В едно ковалентно мрежово вещество самото твърдо вещество,

до голяма степен, е изградено от тези ковалентни връзки.

И ако искаше някак да стопиш това

ще трябва да преодолееш тези ковалентни връзки,

които по принцип са по-силни

от тези междумолекулни сили.

Ако можеш да си представиш, ковалентните мрежови твърди вещества

ще имат по-високи точки на топене.

Също не виждаш море от електрони тук.

За разлика от металните твърди вещества,

тези няма да са добри проводници на електричество.

Но за да разберем този момент малко по-ясно,

нека разгледаме още някои ковалентни мрежови твърди вещества.

Това, което виждаш тук вляво,

може да разпознаеш като диамант.

И диамантът е купчина

от въглеродни атом, ковалентно свързани един с друга,

а това е структурата на свързването на въглеродите.

И както може вече да знаеш,

диамантите са най-здравото твърдо вещество, което познаваме.

Тези ковалентни връзки, начинът, по който са структурирани,

могат да приемат много натиск, много бутане и дърпане.

Много е трудно да ги счупиш.

Интересното е, че същият този въглерод може да образува

различни видове ковалентни мрежови твърди вещества.

Например,

това тук е графит

и графитът вероятно е нещо,

което ти е доста познато.

Когато пишеш с молив,

всъщност отделяш графит

върху този лист хартия.

И така изглежда графитът

Той е ковалентни мрежови листове

и всеки от тези листове е привлечен към другите

чрез междумолекулни сили.

И затова е лесно да го отделиш,

понеже тези листове могат да се плъзгат едни по други.

Но ако искаш да стопиш графит

ще трябва да разделиш тези ковалентни връзки.

И можеш да си представиш, че за да преодолееш ковалентните връзки

и да стопиш, да кажем, диамант или графит

е нужна много, много висока температура.

Графитът, например, сублимира

при 3642 градуса по Целзий.

Силиконовият карбид, който разгледахме

в началото на това видео,

се разлага при 2830 градуса по Целзий.

Това тук е парче кварц,

което е много честа форма на силиконов диоксид,

друго ковалентно мрежово твърдо вещество,

и това има точка на топене

от 1722 градуса по Целзий.

Голямата идея от последните няколко видеа е

че има много различни начини за образуване на твърдо вещество.

Може да е с йони, може да е с метали,

може да е с молекули, които са привлечени

една към друга с междумолекулни сили

или може да имаш мрежа от атоми,

образувана от ковалентни връзки.