Kwa nini silicon ni ngumu sana lakini dhaifu sana?

Silikonini fuwele ya atomiki, ambayo atomi zake zimeunganishwa kwa kila mmoja kwa vifungo vya kovalenti, na kutengeneza muundo wa mtandao wa anga. Katika muundo huu, vifungo vya kovalenti kati ya atomi vina mwelekeo sana na vina nishati ya kifungo cha juu, ambayo hufanya silicon kuonyesha ugumu mkubwa wakati wa kupinga nguvu za nje kubadilisha umbo lake. Kwa mfano, inahitaji nguvu kubwa ya nje kuharibu muunganisho mkubwa wa kifungo cha kovalenti kati ya atomi.

 

silikoni (1)

Hata hivyo, ni kwa sababu ya sifa za kawaida na ngumu za kimuundo za fuwele yake ya atomiki kwamba inapokabiliwa na nguvu kubwa ya mgongano au nguvu isiyo sawa ya nje, kimiani ndanisilikoniNi vigumu kuzuia na kusambaza nguvu ya nje kupitia ugeuzi wa ndani, lakini itasababisha vifungo vya kovalenti kuvunjika kwenye baadhi ya ndege dhaifu za fuwele au maelekezo ya fuwele, ambayo itasababisha muundo mzima wa fuwele kuvunjika na kuonyesha sifa za kuvunjika. Tofauti na miundo kama vile fuwele za chuma, kuna vifungo vya ioni kati ya atomi za chuma ambavyo vinaweza kuteleza kwa kiasi, na vinaweza kutegemea kuteleza kati ya tabaka za atomiki ili kuendana na nguvu za nje, kuonyesha unyumbufu mzuri na si rahisi kuvunjika kuvunjika.

 

Silikoniatomi zimeunganishwa na vifungo vya mshikamano. Kiini cha vifungo vya mshikamano ni mwingiliano mkubwa unaoundwa na jozi za elektroni zinazoshirikiwa kati ya atomi. Ingawa kifungo hiki kinaweza kuhakikisha uthabiti na ugumu wafuwele ya silikoniMuundo wake, ni vigumu kwa kifungo cha kovalenti kupona mara tu kitakapovunjika. Nguvu inayotumika na ulimwengu wa nje inapozidi kikomo ambacho kifungo cha kovalenti kinaweza kuhimili, kifungo kitavunjika, na kwa sababu hakuna mambo kama vile kusogeza elektroni kwa uhuru kama vile kwenye metali ili kusaidia kurekebisha mvunjiko, kuanzisha tena muunganisho, au kutegemea uhamishaji wa elektroni ili kutawanya msongo, ni rahisi kupasuka na haiwezi kudumisha uadilifu wa jumla kupitia marekebisho yake ya ndani, na kusababisha silikoni kuwa dhaifu sana.

 

silikoni (2)

Katika matumizi ya vitendo, nyenzo za silikoni mara nyingi ni vigumu kuwa safi kabisa, na zitakuwa na uchafu na kasoro fulani za kimiani. Kuingizwa kwa atomi za uchafu kunaweza kuvuruga muundo wa kimiani wa silikoni wa kawaida wa awali, na kusababisha mabadiliko katika nguvu ya kifungo cha kemikali cha ndani na hali ya kifungo kati ya atomi, na kusababisha maeneo dhaifu katika muundo. Kasoro za kimiani (kama vile nafasi zilizo wazi na kuhamishwa) pia zitakuwa mahali ambapo mkazo hujilimbikizia.

Nguvu za nje zinapofanya kazi, sehemu hizi dhaifu na sehemu za mkusanyiko wa mkazo zina uwezekano mkubwa wa kusababisha kuvunjika kwa vifungo vya kovalenti, na kusababisha nyenzo za silikoni kuanza kuvunjika kutoka sehemu hizi, na kuzidisha udhaifu wake. Hata kama hapo awali ilitegemea vifungo vya kovalenti kati ya atomi kujenga muundo wenye ugumu wa juu, ni vigumu kuepuka kuvunjika kwa kuvunjika chini ya athari za nguvu za nje.


Muda wa chapisho: Desemba-10-2024
Gumzo la Mtandaoni la WhatsApp!