Avainero molekyylisen kiinteän ja kovalenttisen verkkokiintoaineen välillä on se, että molekyylikiintoaine muodostuu Van der Waalin voimien vaikutuksesta, kun taas kovalenttinen kiinteä verkko muodostuu kovalenttisten kemiallisten sidosten vaikutuksesta.
Voimme luokitella kiinteät yhdisteet eri tavoin – riippuen rakenteesta, koostumuksesta, sidoksesta, ominaisuuksista, sovelluksista jne. Molekyylikiintoaineet, ioniset kiinteät aineet, metalliset kiinteät aineet, kovalenttinen verkkokiintoaineet ovat erilaisia kiinteitä aineita.
Mikä on Molecular Solid?
Molekulaarinen kiinteä aine on kiinteä yhdiste, joka sisältää molekyylejä, jotka pysyvät yhdessä Van der Waal -voimien avulla. Näiden molekyylien välillä ei ole ionisia tai kovalenttisia sidoksia. Näiden molekyylien väliset voimat ovat koheesiivisia vetovoimavoimia. On olemassa erilaisia Van der Waal -voimia, jotka voivat aiheuttaa molekyylisen kiinteän aineen muodostumista, eli dipoli-dipoli-vuorovaikutuksia, pi-pi-vuorovaikutuksia, vetysidoksia, Lontoon voimia jne.
Kuva 01: Molekyylikiintoaineiden muodostuminen vetysidoksesta
Nämä Van der Waalin voimat ovat kuitenkin heikompia verrattuna ionisiin ja kovalenttisiin kemiallisiin sidoksiin. Siksi molekyylikiintoaineilla on tyypillisesti suhteellisen alhaiset sulamis- ja kiehumispisteet. Lisäksi näillä kiinteillä aineilla on taipumus liueta orgaanisiin liuottimiin. Näillä molekylaarisilla kiinteillä aineilla on alhainen tiheys ja ne ovat myös johtamattomia; näin ollen nämä ovat pehmeitä sähköeristeitä.
Kuva 02: Kiinteä hiilidioksidi ja kiinteä kofeiini ovat molekyylisiä kiinteitä aineita
Lisäksi, kun tarkastellaan kemiallisen alkuaineen erilaisia allotrooppeja, kaikki allotroopit esiintyvät joskus molekyylikiinteinä aineina, mutta useimmiten jotkut allotroopit ovat molekyylikiinteitä aineita, kun taas muut saman kemiallisen alkuaineen allotroopit eivät ole molekyylikiinteitä aineita. Esimerkiksi fosforilla on erilaisia allotrooppisia muotoja; me kutsumme niitä punaiseksi, valkoiseksi ja mustaksi fosforiksi. Niiden joukossa valkoinen fosfori on molekyylinen kiinteä aine, mutta punainen fosfori esiintyy ketjurakenteina.
Lisäksi molekyyliset kiinteät aineet ovat joko sitkeitä tai hauraita kiinteän aineen kidepintojen luonteesta riippuen. Sekä näissä sitkeissä ja hauraissa muodoissa voi tapahtua myös elastista muodonmuutosta.
Mikä on kovalenttisen verkon kiintoaine?
Kovalenttinen verkkokiintoaineet ovat kiinteitä yhdisteitä, jotka sisältävät atomeja, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa kovalenttisilla kemiallisilla sidoksilla. Näissä kiinteissä aineissa on useita toistuvia atomeja, jotka on kytketty toisiinsa kovalenttisilla sidoksilla. Kemiallinen sitoutuminen voi aiheuttaa atomiverkoston muodostumisen, joka johtaa kiinteän verkkoaineen muodostumiseen. Siksi voimme pitää kovalenttista verkkokiintoainetta eräänlaisena makromolekyylinä.
Lisäksi näitä kiinteitä aineita voi esiintyä kahdella tavalla; kiteisenä kiintoaineena tai amorfisena kiintoaineena. Sopiva esimerkki verkkokiintoaineesta on kovalenttisesti sitoutuneilla hiiliatomeilla varustettu timantti, joka muodostaa vahvan 3D-rakenteen. Yleensä kovalenttisilla verkkokiintoaineilla on suhteellisen korkeat sulamis- ja kiehumispisteet. Yleensä nämä kiinteät aineet ovat liukenemattomia mihin tahansa liuottimeen, koska atomien välisiä sidoksia on erittäin vaikea hajottaa. Lisäksi nämä kiinteät aineet ovat erittäin kovia ja niillä on alhainen sähkönjohtavuus nestefaasissaan. Sähkönjohtavuus kiinteässä faasissa voi vaihdella koostumuksen mukaan.
Mitä eroa on molekyylikiintoaineen ja kovalenttisen verkkokiintoaineen välillä?
Molekylaariset kiinteät aineet ja kovalenttinen verkkokiintoaineet ovat kahdenlaisia kiinteitä yhdisteitä. Avainero molekyylisen kiinteän ja kovalenttisen verkkokiinteen välillä on, että molekyylikiintoaine muodostuu Van der Waal-voimien vaikutuksesta, kun taas kovalenttinen verkkokiinteä aine muodostuu kovalenttisten kemiallisten sidosten vaikutuksesta. Ominaisuuksiensa perusteella molekyyliset kiinteät aineet ovat suhteellisen pehmeitä aineita, kun taas kovalenttiset verkkokiintoaineet ovat erittäin kovia.
Lisäksi molekylaarisilla kiinteillä aineilla on suhteellisen alhaiset sulamispisteet, kun taas kovalenttisilla verkkokiintoaineilla on erittäin korkeat sulamispisteet. Lisäksi molekyyliset kiinteät aineet ovat sähköeristeitä, kun taas kovalenttisilla verkkokiinteillä aineilla on alhainen sähkönjohtavuus nestetilassa ja sähkönjohtavuus kiinteässä faasissa voi vaihdella koostumuksen mukaan. Vesijää on hyvä esimerkki molekyylikiintoaineista, kun taas timantti on paras esimerkki kovalenttisesta verkkokiintoaineesta.
Alla infografiassa on yhteenveto molekyylikiintoaineen ja kovalenttisen verkkokiintoaineen välillä.
Yhteenveto – Molecular Solid vs kovalentt Network Solid
Molekylaariset kiinteät aineet ja kovalenttinen verkkokiintoaineet ovat kahdenlaisia kiinteitä yhdisteitä. avainero molekyylisen kiinteän ja kovalenttisen verkkokiintoaineen välillä on se, että molekyylikiintoaine muodostuu Van der Waal-voimien vaikutuksesta, kun taas kovalenttinen kiinteä verkko muodostuu kovalenttisten kemiallisten sidosten vaikutuksesta.
