Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Waarom zijn netwerk vaste stoffen niet ductiel?

Netwerk vaste stoffen zijn niet ductiel vanwege de sterke, directionele covalente bindingen die hun atomen bij elkaar houden. Dit is waarom:

* Sterke covalente bindingen: Netwerk vaste stoffen zoals diamant, kwarts en siliciumcarbide worden bij elkaar gehouden door een continu netwerk van sterke covalente bindingen. Deze bindingen zijn erg moeilijk te breken.

* Directionele binding: Covalente bindingen zijn directioneel, wat betekent dat ze zich vormen in specifieke richtingen tussen atomen. Dit creëert een rigide, driedimensionale structuur die resistent is tegen vervorming.

* Gebrek aan gratis elektronen: Netwerk vaste stoffen hebben meestal geen gratis elektronen. Dit betekent dat er geen mobiele elektronen beschikbaar zijn om langs elkaar te glijden wanneer een kracht wordt toegepast, wat nodig is voor ductiel gedrag.

* Brosse breuk: Wanneer ze worden onderworpen aan stress, hebben de sterke covalente bindingen in netwerk vaste stoffen de neiging om te breken in plaats van te buigen of langs elkaar te glijden. Dit leidt tot brosse breuk, waarbij de vaste stof verbrijzelt in plaats van vervorming.

daarentegen hebben ductiele materialen zoals metalen:

* Metallic binding: Metalen worden bij elkaar gehouden door een "zee" van gedelokaliseerde elektronen die vrij kunnen bewegen. Hierdoor kunnen atomen langs elkaar glijden wanneer een kracht wordt uitgeoefend, wat leidt tot vervorming.

* Niet-directionele binding: Metallic binding is niet directioneel, dus atomen kunnen gemakkelijk bewegen en hun posities aanpassen zonder sterke bindingen te verbreken.

Samenvattend: De sterke, directionele covalente bindingen in netwerk vaste stoffen maken ze zeer rigide en bros. Ze missen het vermogen om te vervormen onder stress omdat de bindingen breken in plaats van dat atomen langs elkaar heen kunnen glijden.