2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Kovalentni kristali su čvrste materije čiji su atomi kovalentno povezani i raspoređeni tako da formiraju kristalnu rešetku, spajajući jedni druge i ove sa drugim susednim atomima. Na taj način se ne formiraju nezavisni molekuli, već se cijela struktura može smatrati jednim velikim molekulom. Kovalentna veza koja spaja ove atome ima posebne karakteristike, to je jaka veza, slična metalnoj vezi ako hoćete. Razlikuje se od potonjeg po tome što elektroni nisu homogeno raspoređeni, već se nalaze u određenim tačkama. Ovaj fenomen se naziva intersticijska gustina naboja i odgovoran je za mnoga svojstva ovih kristala.
Najčešći kovalentni kristali
Dijamant
Dijamant je jedan od najstabilnijih alotropa ugljika, samo je grafit stabilniji. U dijamantu, atomi ugljika su povezani tetraedaralno, preko sp3 hibridnih orbitala, i raspoređeni su u kubičnu kristalnu rešetku usmjerenu na lice, koja se također naziva dijamantska rešetka.
Među najistaknutijim svojstvima dijamanta je njegova tvrdoća, koju daje njegova kruta kristalna struktura i velika snaga njegovih veza. Tvrdoća se definiše kao otpornost na ogrebotine. Iz tog razloga se dijamant koristi u procesima rezanja i poliranja u industriji.
Još jedna izuzetna karakteristika je visoka provodljivosttermička i izvanredna optička svojstva. Budući da sadrži vrlo malo nečistoća i proziran je, njegov izgled je čist. Osim toga, dijamant ima veliku optičku disperziju; prelama svjetlost različitih boja, čineći ga željenim draguljem.
Prirodni dijamanti nastaju u Zemljinom omotaču, gdje postoje uslovi visokog pritiska i visoke temperature. To je proces koji traje milionima godina. Čovjek je uspio simulirati ove uslove i proizvesti sintetičke dijamante i simulante dijamanata, kao što je cirkonijum, na primjer.
Grafit
Grafit je najstabilniji alotropni oblik ugljika. Kod grafita, veze između atoma ugljika su hibridizirane sp2 orbitalama. Prema tome, svaki atom formira tri od ovih veza u istoj ravni, (heksagonalna struktura), ostavljajući delokaliziranu pi orbitalu u okomitoj ravni.
Kovalentna veza između atoma koji se nalaze u istoj ravni je jaka, međutim, veze između slojeva nastaju zbog mnogo slabijih međumolekularnih sila. Iz tog razloga je struktura grafita laminarna, kao što se vidi na slici.
Grafitna struktura
Grafit ima višestruku primjenu; koristi se u ciglama, loncima, u elektrodama (s obzirom na svojstva električnog provodnika), također se koristi u nuklearnim reaktorima kao moderatori i reflektori, između mnogih drugih upotreba.
