Sisu
- Võre konstruktsioonilised omadused
- Metallilise võre energia
- Kovalentsed anorgaanilised struktuurid
- Erinevad kovalentsed struktuurid
Aatomi tasemel on tahketel ainetel kolm põhistruktuuri.Prillide ja savide molekulid on väga korrastamata, nende struktuuril ega mustril ei ole korduvat korduvust: neid nimetatakse amorfseteks tahketeks aineteks. Metallid, sulamid ja soolad eksisteerivad võredena, nagu ka mõned mittemetallilised ühendid, sealhulgas ränioksiidid ning süsiniku grafiidi- ja teemandivormid. Võred koosnevad korduvatest ühikutest, millest väikseimat nimetatakse ühikuks. Ühikrakk sisaldab kogu teavet, mis on vajalik mis tahes suurusega võre makrostruktuuri moodustamiseks.
Võre konstruktsioonilised omadused
Kõigile võredele on iseloomulik kõrge korrastatus ning nende koostisosade aatomid või ioonid on korrapäraste vahedega paigas. Liitumine metallvõredes on elektrostaatiline, ränioksiidides, grafiidis ja teemandis aga sidestamine kovalentsega. Kõigi tüüpi võre korral on koostisosakesed paigutatud energiliselt kõige soodsamasse konfiguratsiooni.
Metallilise võre energia
Metallid eksisteerivad positiivsete ioonidena merel või delokaliseeritud elektronide pilves. Näiteks vask eksisteerib vase (II) ioonidena elektronide meres, kusjuures iga vase aatom on sellesse merre andnud kaks elektroni. Metalliioonide ja elektronide vaheline elektrostaatiline energia annab võre järjekorra ja ilma selle energiata oleks tahke aine aur. Metallilise võre tugevust määratletakse selle võreenergia abil, mis on energia muutus, kui selle koostisosadest moodustuvad üks mool tahket võre. Metallilised sidemed on väga tugevad, mistõttu metallidel on tavaliselt kõrge sulamistemperatuur, sulatamisel on tahke võre laguneb.
Kovalentsed anorgaanilised struktuurid
Ränidioksiid ehk ränidioksiid on näide kovalentsest võrest. Räni on tetravalentne, mis tähendab, et see moodustab neli kovalentset sidet; ränidioksiidis on kõik need sidemed hapniku külge. Räni-hapniku side on väga tugev ja see muudab ränidioksiidi väga stabiilseks, kõrge sulamistemperatuuriga struktuuriks. See on metallide vabade elektronide meri, mis teeb neist head elektri- ja soojusjuhid. Ränidioksiidides ega muudes kovalentsetes võredes puuduvad vabad elektronid, mistõttu nad on soojuse või elektri halvad juhid. Igasugust halva juhtivusega ainet nimetatakse isolaatoriks.
Erinevad kovalentsed struktuurid
Süsinik on näide ainest, millel on erinevad kovalentsed struktuurid. Amorfsel süsinikul, nagu seda leidub tahmades või kivisöes, puudub korduv struktuur. Grafiit, mida kasutatakse pliiatside otstes ja süsinikkiu tootmisel, on palju tellitud. Grafiit sisaldab ühekihilise paksusega kuusnurkseid süsinikuaatomeid. Teemant on veelgi tellitud ja koosneb süsiniksidemetest, moodustades jäiga, uskumatult tugeva tetraedrilise võre. Teemandid moodustuvad äärmise kuumuse ja rõhu all ning teemant on teadaolevatest looduslikest ainetest kõige raskem. Kuid keemiliselt on teemant ja tahma identsed. Elementide või ühendite erinevaid struktuure nimetatakse allotropideks.