巨大共价结构
- 共价键可以产生许多不同结构的物质,从而产生不同的物理性质
- 我们已经看到像H2O和N2简单单位是由共价键合的原子构成的吗
- 这些简单分子包含固定数字的原子
- 另一方面,巨大共价结构有一个巨大的数字非金属原子通过强共价键与其他非金属原子结合
- 这些结构也可以称为巨大的晶格有一个固定比率原子的整体结构
- 你应该知道的三种常见大分子是金刚石、石墨和碳60富勒烯
考试技巧
巨大的共价结构也可以称为大分子。
金刚石,石墨和C60富勒烯
钻石
- 金刚石和石墨是同素异形体的碳
- 这两种物质都只含有碳原子,但由于成键方式的不同,它们在物理上完全不同
- 在钻石中,每个碳原子与其他四个碳原子成键,形成碳原子四面体
- 所有共价键都是一样的,非常强,没有分子间作用力
显示金刚石结构和键合排列的图表
金刚石的性质
- 金刚石具有以下物理特性:
- 它不导电
- 它的熔点很高
- 它非常坚硬,密度为3.51克/厘米3.-比铝的温度略高
- 碳的所有外层电子都被束缚在每个碳原子周围的四个共价键中,所以没有自由移动的带电粒子
- 这四个共价键非常强,在一个巨大的晶格中延伸,因此需要非常大的热能来打破晶格
- 金刚石的硬度使它在需要极其坚韧的材料时非常有用
- 钻石用于珠宝并用于涂层叶片切割工具
- 用于切割砖块和混凝土的圆盘切割边缘镶有钻石
- 重型钻头和工具设备也是金刚石尖端
考试技巧
钻石是最坚硬的天然矿物,但它绝不是最强的。学生经常混淆硬与强大的思想,是软弱的反面。钻石很硬,但很脆——也就是说,用锤子很容易就能把它们砸碎。说一种材料难的反义词是形容它为软.
石墨
- 石墨中的每个碳原子都成键三个其他的形成层的六边形,每个碳原子留下一个自由电子
- 这些自由电子沿着层迁移,可以自由移动并携带电荷,因此石墨可以导电
- 层内的共价键非常强,但层间相互吸引的共价键很弱分子间作用力,所以层可以幻灯片互相制造石墨软而且湿滑的
石墨的结构和键合
石墨的性质
- 石墨具有以下物理特性:
- 它导电导热
- 它的熔点很高
- 它柔软光滑,密度低于钻石(2.25克/厘米)3.)
- 分子间的弱作用力使它成为一种有用的材料
- 它被用于铅笔作为一个工业企业润滑剂在发动机和锁上
- 它也被用来制造惰性电极为电解这在铝等金属的开采中尤为重要
C60富勒烯
- 富勒烯是一组碳同素异形体,由形成的分子组成空心管或球体
- 富勒烯可以通过在目标分子周围形成并捕获它来捕获其他分子,使它们对目标有用药物输送系统
- 他们也有一个巨大的表面积它们对诱捕很有用催化剂分子附着在它们的表面,使反应物很容易接近它们,从而发生催化作用
- 一些富勒烯是极好的润滑剂,并开始在许多工业过程中使用
- 第一个被发现的富勒烯是巴克敏斯特富勒烯,人们亲切地称之为“巴克球”。
- 在富勒烯中,60个碳原子连接在一起,形成了20个六边形和12个五边形,从而形成了一个与足球形状完全相同的空心球体
C中的结构n成键60富勒烯——足球形状的分子
考试技巧
不要把铅笔芯和金属芯混为一谈——它们毫无共同之处。铅笔芯实际上是石墨,历史研究表明,在过去,铅矿工人有时会混淆方铅矿(硫化铅)和石墨;由于这两种矿物质看起来很相似,他们把这两种矿物质都称为“铅”。石墨这个词来源于拉丁语“grapho”,意思是“我写”,所以它是一种很好的矿物!