1。強い共有結合:
* 強い魅力: 共有結合には、原子間の電子の共有が含まれ、共有電子と正の帯電した核との間に強い静電引力が生じます。この強い魅力には、かなりの量のエネルギーが壊れる必要があり、高い融点と沸点につながります。
2。ネットワーク構造:
* 巨大な共有構造: これらの構造では、原子は連続3次元ネットワークで結合され、構造全体に強い共有結合が拡張されます。たとえば、ダイヤモンド、二酸化シリコン(SIO2)、および炭化シリコン(SIC)は、巨大な共有構造の例です。
* 広範な結合: ネットワーク構造は非常に高度な原子間結合につながり、構造を分解することが非常に困難になります。これにより、融点と沸点が高く、かなりの硬度が発生します。
3。遊離電子の不足:
* 遊離電子なし: 巨大な共有結合構造の共有結合には、電気伝導率に重要な遊離電子がありません。この遊離電子の欠如は、これらの材料の導電率が低いことに寄与します。
4。通常の構造:
* 順序付けられた配置: 巨大な共有ネットワークの通常の繰り返し構造も、その硬度に貢献しています。原子は密接に詰め込まれ、特定のパターンで配置されているため、変形や融解に必要な互いにスライドすることが困難です。
5。相変化に必要な高エネルギー:
* 必要な大量のエネルギー: 強力な共有結合を破り、ネットワーク構造を破壊するには、かなりの量のエネルギーが必要です。この高いエネルギー要件は、融点と沸点が高いことにつながります。
対照的に、van Der Waals力や水素結合などの分子間力が弱い物質は、分子間の魅力が比較的弱いため、融点と沸点が低い。
例:
* ダイヤモンド: 最も困難な材料の1つであり、その強い共有結合と広範なネットワーク構造のために非常に高い融点があります。
* 二酸化シリコン(SIO2): 砂とガラスの主な成分も融点が高く、ネットワーク構造のために非常に硬いです。
* 炭化シリコン(sic): 強力な共有結合とネットワーク構造のために、研磨材と高温用途で使用される非常に硬く耐性材料。
要約すると、共有結合された結合された物質の硬度と高融点、特に巨大な共有結合構造を形成するものは、強力な共有結合、広範なネットワーク構造、およびこれらの結合を破るのに必要な高エネルギーの直接的な結果です。