ملف تدريبي: المواد الصلبة المتشابهة التركيب البنائي الشبكي

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على المقارنة بين خواص المواد الصلبة المتماثلة في التركيب الشبكي والتي تُظهِر ذرات مختلفة بنفس الترتيب.

س١:

البنية البلورية لعنصر السليكون العنصري عند درجة الحرارة والضغط القياسيين تشبه بنية الماس. كيف نقارن بين صلادة السليكون وصلادة الماس؟

  • أالسليكون أقل صلادة من الماس؛ حيث يتكوَّن بين ذرات السليكون الكبرى روابط أضعف سهلة الكسر.
  • بالسليكون والماس متساويان في الصلادة؛ حيث الفرق في الطاقة طفيف بين روابط السليكون-سليكون والكربون-كربون.
  • جالسليكون أقل صلادة من الماس؛ حيث تتفاعل ذرات السليكون عبر روابط فلزية، وهي أضعف من الروابط التساهمية غير الفلزية.
  • دالسليكون أكثر صلادة من الماس؛ حيث التنافر بين أزواج الإلكترونات الحرة يضعف الروابط بين ذرات الكربون الصغرى.
  • هالسليكون أكثر صلادة من الماس؛ حيث يقوي تداخل المدارات d الروابط بين ذرات السليكون.

س٢:

البنية البلورية لعنصر السليكون عند درجات الحرارة والضغط القياسيين تشبه بنية الماس. ما وجه الاختلاف بين التوصيلية الكهربية للسليكون والتوصيلية الكهربية للماس؟

  • أالسليكون من أشباه الموصلات والماس من العوازل: الروابط بين ذرات السليكون أضعف؛ ولذلك فإنَّ فرق الطاقة بين المدارات المشغولة وغير المشغولة أصغر، وهو ما يُنتج فجوة نطاق أضيق.
  • بالسليكون والماس من العوازل: الروابط بين الذرات قوية بشكل مماثل؛ ولذلك فإنَّ الفرق في الطاقة بين المدارات المشغولة وغير المشغولة كبير في كلتا المادتين، وهو ما يُنتج فجوات نطاق واسعة.
  • جالسليكون والماس من أشباه الموصلات، ولكن الذرات الموجودة في الماس أصغر وتُظهِر تداخلًا مداريًّا أقوى، وهو ما يُنتج فجوات نطاق أضيق.
  • دالسليكون من أشباه الموصلات والماس من العوازل: تتفاعل ذرات الكربون فقط عبر مدارات sp3، ولكن ذرات السليكون تُظهِر أيضًا تداخلًا بين مدارات d غير المشغولة، وهو ما يُنتج فجوة نطاق أضيق.
  • هالسليكون والماس من الموصلات: تتكوَّن المواد من مستويات ذرات sp2 المهجنة، مع إلكترونات غير متمركزة في نظام 𝜋 المرافق.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.