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ネットワーク固体または共有結合ネットワーク固体（ 原子結晶固体または巨大共有結合構造とも呼ばれる）[1] [2]は、原子が共有結合によって材料全体に広がる連続ネットワークに結合された化合物（または元素）です。ネットワーク固体には個々の分子は存在せず、結晶または非晶質固体全体が高分子とみなされます。ネットワーク固体の式は、イオン性化合物の式と同様に、構成原子の単純な比率で表され、単位式で表されます。[3]
ネットワーク固体の例には、炭素原子の連続ネットワークを持つダイヤモンド、 SiO 2ユニットの連続した3次元ネットワークを持つ二酸化ケイ素または石英などがあります。グラファイトと雲母グループのケイ酸塩鉱物は、構造的に層内で共有結合した連続した2次元シートで構成されており、他の種類の結合によって層が保持されています。[3]不規則なネットワーク固体はガラスと呼ばれます。これらは通常、溶融物を急速に冷却することで形成されるため、原子の秩序化が起こる時間がほとんどありません。[4]
プロパティ
- 硬度: 格子全体にわたる強力な共有結合により、非常に硬い (ただし、グラファイトや雲母のシートを曲げたり滑らせたりする場合のように、共有結合の切断を必要としない方向では変形が容易になる場合があります)。
- 融点：融解は共有結合を切断することを意味するため（単に弱い分子間力を克服するのではなく）、融点は高い。[5]
- 固相電気伝導率:結合の性質によって異なる[6] 。すべての電子がシグマ結合に使用されているネットワーク固体（ダイヤモンド、石英など）は、非局在化した電子がないため、導電性が低い。しかし、非局在化したパイ結合を持つネットワーク固体（グラファイトなど）やドーパントは、金属のような導電性を示すことがある。
- 液相電気伝導率: 高分子は中性原子で構成されているため、低いです。つまり、融解しても新しい電荷キャリアは発生しません (イオン性化合物の場合とは異なります)。
- 溶解性: このような大きな分子を溶媒和させることは難しいため、一般的にはどの溶媒にも溶けません。
例
- 窒化ホウ素(BN)
- ダイヤモンド（炭素、C）
- 石英（SiO 2）
- 二ホウ化レニウム(ReB 2 )
- 炭化ケイ素（モアッサナイト、カーボランダム、SiC）
- シリコン（Si）
- ゲルマニウム（Ge）
- 窒化アルミニウム（AlN）
参照
参考文献
- ^ 「固体の特性」www.chem.fsu.edu . 2021年2月8日閲覧。
- ^ 「12.7: 結晶固体の種類 - 分子状、イオン状、原子状」Libretexts . 2018-05-20 . 2021-02-08閲覧。
- ^ ab Steven S. Zumdahl; Susan A. Zumdahl (2000)、Chemistry (第5版)、Houghton Mifflin、pp. 470–6、ISBN 0-618-03591-5
- ^ Zarzycki, J. Glasses and the vitreous state、ケンブリッジ大学出版局、ニューヨーク、1982年。
- ^ Ebbing, Darrell D.、およびRAD Wentworth。入門化学。第2版。ボストン：Houghton Mifflin、1998年。印刷。
- ^ブラウン、セオドア L.; ルメイ、H. ユージン Jr.; バーステン、ブルース E .; マーフィー、キャサリン J. (2009)。化学：中心科学（第 11 版）。アッパー サドル リバー、ニュージャージー：プレンティス ホール。pp. 466–7。ISBN 978-0-13-600617-6。