Ağ kovalent katılar, elmas, grafit, silikon gibi ametallerin kristal yapılarında ve silikon dioksit (kum) ve silikon karbür (karborundum, zımpara kağıdı üzerindeki aşındırıcı) gibi bazı kovalent bileşiklerde bulunan kovalent bağlı atomlardan oluşan üç boyutlu bir ağ içerir. Pek çok mineral kovalent bağ ağlarına sahiptir.

Bir kovalent ağ katısını kırmak veya eritmek için kovalent bağların kopması gerekir. Kovalent bağlar nispeten güçlü olduğundan, kovalent ağ katıları tipik olarak sertlik, güç ve yüksek erime noktaları ile karakterize edilir. Örneğin, elmas bilinen en sert maddelerden biridir ve 3500 #176;C'nin üzerinde erir.

Elmas ve Grafit

Karbon temel bir unsurdur; elmas ve grafit, karbonun en yaygın iki allotropudur. Allotroplar, aynı elementin farklı yapısal formlarıdır. Elmas bilinen en sert maddelerden biridir, oysa grafit kurşun kalem olarak kullanılacak kadar yumuşaktır. Bu çok farklı özellikler, farklı allotroplardaki karbon atomlarının farklı düzenlemelerinden kaynaklanmaktadır.

Elmas, her yönden karbon atomları arasındaki güçlü bağ nedeniyle son derece zordur. Grafit, kovalent olmayan kuvvetlerle katmanlar halinde bir arada tutulan düzlemsel kovalent kristal tabakalarından oluşur. Tipik kovalent katıların aksine, grafit çok yumuşaktır ve elektriksel olarak iletkendir. Karbon tabakaları arasındaki zayıf çekicilik nedeniyle grafit (kurşun kalemle) kağıda sürtünür.

Grafen: Geleceğin Materyali

Yakın zamanda keşfedilen bir karbon formu grafendir. Grafen, ilk olarak 2004 yılında, grafitten daha ince ve daha ince katmanları soymak için bant kullanılarak izole edildi. Esasen tek bir grafit tabakasıdır (bir atom kalınlığında). Grafen sadece güçlü ve hafif değil, aynı zamanda mükemmel bir elektrik ve ısı iletkenidir. Bu özellikler, büyük ölçüde geliştirilmiş bilgisayar çipleri ve devreleri, daha iyi piller ve güneş pilleri ve daha güçlü ve daha hafif yapısal malzemeler gibi çok çeşitli uygulamalarda çok yararlı olabilir. 2010 Nobel Fizik Ödülü, grafenle öncü çalışmaları için Andre Geim ve Konstantin Novoselov'a verildi.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır Openstax, Chemistry 2e, Section: 10.5 The Solid State of Matter.