私たちの周りの世界は、生命の維持に不可欠な現象を起こすことができる非常に多様な物質で構成されています。
物理状態 (固体、液体、気体)、沸点、融点などの材料の特性は、主に、その形成のために原子が形成する化学結合の種類によって決まります。化学結合には、 、 、の 3 つの基本的なタイプがあります。
これらの各接続から得られる主なプロパティは次のとおりです。
イオン性物質:
- そのイオン間の引力により、結晶格子と呼ばれる明確な幾何学的形状を持つクラスターが生成されます。
- 引力によって陰イオンが互いにしっかりと結合しているため、それらは室温および周囲圧力 (25 ℃、1 気圧) では固体です。
- イオン間の電気的引力を破壊するには大量のエネルギーを供給する必要があるため、それらは高い融点と沸点を持っています。
- これらの物質のほとんどは脆い固体であり、衝撃を受けると分解します。これは、圧力を受けると同じ電荷のイオンが互いに反発し、結晶が破壊されるために起こります。
- 水に溶解したり溶けたりすると電流が流れます。
- 彼らは極性を持っています。
塩 (塩化ナトリウム – NaCl) は、陽イオン Na +と陰イオン Cl –から形成されるイオン性化合物であるため、上記の点を例示します。
- 硬度が高く、他の材質による傷つきに強いです。
分子物質:
- 周囲条件下では、それらは気体、液体、固体の3 つの物理状態で見られます。例を参照してください。
– ガス状共有結合化合物:酸素、窒素、水素ガス。
– 液体共有結合性化合物:水
– 固体共有結合化合物:スクロース (砂糖)、グラファイト、ダイヤモンド、硫黄、リン。
- イオン性物質よりも融点および沸点が低い。
- それらは、結合を構成する元素の原子間の電気陰性度の違いに応じて、極性または非極性になります。
- 純粋な場合、それらは電流を通しません。
共有結合を通じてタンパク質、アミノ酸、脂質、炭水化物、その他の有機化合物が形成されるため、共有結合は人間の生体にとっても動植物にとっても非常に重要です。
金属物質:
- ほとんどの金属は周囲条件下では固体です。液相には水銀のみが存在します。
- 特徴的な金属光沢を持っています。
- これらは、固相と液相の両方において、電気と熱の良好な伝導体です。したがって、高圧電線に広く使用されています。
- それらは高密度を持っており、これはそのコンパクトな構造の結果です。
- それらは高い融点と沸点を持っています。この性質を利用して、ボイラー、釜、工業用反応器などの高熱を伴う場所で使用されます。たとえば、タングステン (W) は白熱灯のフィラメントに使用されます。
ただし、水銀、アルカリ金属、インジウム、スズ、ビスマス、ガリウムなどの例外もあります。後者は手の熱だけで溶けます。以下の表で、これらの材料の一部の融点を参照してください。
- それらは展性があり（非常に薄いシートやシートに縮小することができます）、延性があります（ワイヤーに変形できます）。
- 高い靭性を持ち、破損することなく高圧に耐えます。
- 高い引張強度、つまり、引っ張ったり伸ばしたりする力が加えられたときに非常に耐性があります。
- 一般に柔らかいですが、イリジウムやクロムなどの例外もあります。次の表を参照してください。
材料の特性は、化学結合の種類だけに依存するわけではありません。極性、モル質量、分子、原子、粒子間の分子間力の種類などの他の要素も非常に重要です。