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第九章 物質的結構和性質 巨型共價結構 Giant covalent structure 中四化學 ( 組合科學 )
結構 例子 粒子間的 吸引力 元素 ( 金屬 / 非金屬 ) 化合物 ( 共價 / 離子 ) 簡單分子結構 二氧化碳 分子內 : 共價鍵 分子間 :  范德華力 非金屬 ( 只可是同一種元素組成的分子 ,  e.g.  氫 ( H 2 )) 共價 巨型離子結構 氯化鈉 離子鍵 / 離子 * 巨型共價結構 鑽石 共價鍵 非金屬 ( 石墨 ,  鑽石 ) 共價 ( 氧化硅 ( IV )) 巨型金屬結構 鐵 金屬鍵 金屬 /
巨型共價結構 (Giant covalent structure) 鑽石   Diamond 石墨  Graphite 石英  Quartz
巨型共價結構 (Giant covalent structure) ,[object Object],[object Object]
巨型共價結構 (Giant covalent structure) ,[object Object],[object Object],[object Object]
巨型共價結構 (Giant covalent structure) ,[object Object],[object Object],鑽石的巨型共價結構 ,[object Object]
巨型共價結構 (Giant covalent structure) ,[object Object],極高 高 不溶於 任何溶劑 不導電 原子 (atoms) 以 強大的共價鍵 互相連結,形成 巨型網絡結構 。 需要 大量熱能 破壞 (overcome) 原子間的 強大的共價鍵 。 沒有 自由流動的離子 (mobile ions) 或 電子 (electrons) 。 性質 鑽石 解釋 1.  硬度 2.  熔點和    沸點 3.  溶解度 / 4.  導電性
巨型共價結構 (Giant covalent structure) ,[object Object],[object Object],鑽石 石墨 你觀察到它們結構上的分別嗎 ? VS
巨型共價結構 (Giant covalent structure) ,[object Object],[object Object],[object Object],微弱的范德華力   (weak van der Waal’s force) 強大的共價鍵 ( strong covalent bond)
巨型共價結構 (Giant covalent structure) ,[object Object],[object Object],思考問題  1 : 碳原子的電子排佈 (electronic configuration) 是 (2,4) ,即最外層有  4 個電子,但現在每個碳原子只與其他  3 個碳原子連結,那麼,還有  1 個電子在哪裡 ?
巨型共價結構 (Giant covalent structure) ,[object Object],[object Object],思考問題  1 答案:  每個碳原子剩下的一個最外層電子,並不屬於任何一個碳原子,這些電子在結構當中「自由活動 (free to move) 」 ( 即 離域電子 ( delocalized electron ) ) 。
巨型共價結構 (Giant covalent structure) ,[object Object],柔軟 (soft) ,易碎 (brittle) 極高 不溶於任何溶劑 導電   層與層之間的原子以微弱的范德華力 (weak van der Waal’s force) 連結 需要大量熱能來破壞 (overcome) 原子間強大的共價鍵 (strong covalent bond) 電子 (electrons) 能從同一 層的六角碳環自由移動 性質 石墨 解釋 ,[object Object],2.  熔點和   沸點 3.  溶解度 / 4.  導電性
巨型共價結構 (Giant covalent structure) ,[object Object],[object Object],沙 人工加工 : 玻璃
巨型共價結構 (Giant covalent structure) ,[object Object],硅原子 氧原子 延伸學習 :  石英的化學式是 SiO 2 ,   試找出計算的方法。 ,[object Object],[object Object]
巨型共價結構 (Giant covalent structure) ,[object Object],極高 高 不溶於 任何溶劑 不導電 原子 (atoms) 以 強大的共價鍵 互相連結,形成 巨型共價網絡結構 。 需要 大量熱能 破壞 (overcome) 原子間的 強大的共價鍵 。 沒有 自由流動的離子 (mobile ion) 或 電子 (electron) 。 性質 石英 解釋 ,[object Object],2.  熔點和   沸點 3.  溶解度 / 4.  導電性
總括  -  巨型共價結構的性質 ( P roperties) 物理性質 巨型共價物質 解釋 1.  硬度 2.  熔點和沸點 3.  溶解度 4.  導電性
總括  -  巨型共價結構的物理性質 (physical properties) 物理性質 性質 解釋 1. 硬度 所有巨型共價結構的物質都是質地堅硬的 ( 石墨除外 ) 原子間是由強大的共價鍵連結在一起,需要大量能量才能克服強大的共價鍵 2. 熔點和沸   點 極高 原子間是由強大的共價鍵連結在一起,需要大量熱能才能克服強大的共價鍵 3. 溶解度 不溶於任何溶劑 / 4. 導電性 不導電  ( 石墨除外 ) 沒有自由流動的離子或電子 ( 離域電子 )
音樂時間 玻璃可變鑽石 ???

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  • 2. 結構 例子 粒子間的 吸引力 元素 ( 金屬 / 非金屬 ) 化合物 ( 共價 / 離子 ) 簡單分子結構 二氧化碳 分子內 : 共價鍵 分子間 : 范德華力 非金屬 ( 只可是同一種元素組成的分子 , e.g. 氫 ( H 2 )) 共價 巨型離子結構 氯化鈉 離子鍵 / 離子 * 巨型共價結構 鑽石 共價鍵 非金屬 ( 石墨 , 鑽石 ) 共價 ( 氧化硅 ( IV )) 巨型金屬結構 鐵 金屬鍵 金屬 /
  • 3. 巨型共價結構 (Giant covalent structure) 鑽石 Diamond 石墨 Graphite 石英 Quartz
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  • 16. 總括 - 巨型共價結構的性質 ( P roperties) 物理性質 巨型共價物質 解釋 1. 硬度 2. 熔點和沸點 3. 溶解度 4. 導電性
  • 17. 總括 - 巨型共價結構的物理性質 (physical properties) 物理性質 性質 解釋 1. 硬度 所有巨型共價結構的物質都是質地堅硬的 ( 石墨除外 ) 原子間是由強大的共價鍵連結在一起,需要大量能量才能克服強大的共價鍵 2. 熔點和沸 點 極高 原子間是由強大的共價鍵連結在一起,需要大量熱能才能克服強大的共價鍵 3. 溶解度 不溶於任何溶劑 / 4. 導電性 不導電 ( 石墨除外 ) 沒有自由流動的離子或電子 ( 離域電子 )