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なぜイオンおよび金属材料よりも密度が低い材料ですか?

共有材料は、イオン材料や金属材料よりも *常に *密度が低いと言うのは完全に正確ではありません。それは一般的な傾向ですが、例外があり、密度は複数の要因の影響を受けます。共有材料が密度が低い理由を分解しましょう。

1。結合性と原子間間隔:

* 共有結合: これらは、原子間の電子の共有を含む強力な方向結合です。それらは通常、ダイヤモンドやシリコンなどの小さく、しっかりと詰め込まれた構造をもたらします。

* イオン結合: これらには、反対に帯電したイオン間の静電誘引が含まれ、よりオープンで、密着性の低い構造につながります。

* 金属結合: これらは、金属イオンを一緒に保持する非局在電子を含む非方向結合です。それらはしばしば原子の密接な梱包をもたらします。

2。梱包効率:

* 共有材料: 多くの共有材料の梱包効率は比較的低いです。これは、原子ができる限りしっかりと詰まらないことを意味します。これは多くの場合、原子がどのように自分自身を配置できるかを制限する結合の方向性の性質によるものです。

* イオン材料: これらの材料は、多くの場合、イオン間の引力を最大化する結晶構造を採用します。これにより、特にイオンが同様のサイズの場合、比較的高い梱包効率につながる可能性があります。

* 金属材料: 金属は、非方向結合のために高い梱包効率を持つ傾向があり、原子の密集を可能にします。

3。例外:

* ダイヤモンド対塩化ナトリウム: ダイヤモンドは、非常に強力で硬い構造のため、非常に高密度(3.52 g/cm³)を持つ共有材料です。 イオン化合物である塩化ナトリウム(NaCl)の密度は2.16 g/cm³です。

* ポリマー: 多くのポリマーは、密度が低い共有材料です。これは、多くの場合、大量の空きスペースを持つ長く柔軟なチェーンを持っているためです。

要約:

共有材料は、多くの場合、イオン材や金属材料よりも密度が低いことがよくありますが、これは難しいルールではありません。密度は、結合の種類、原子の梱包効率、および材料の全体的な構造の影響を受けます。

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