גרפיט: שכבות חזקות, משיכות ביניהן חלשות ואלקטרונים ממוקמים
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| graphite/ˈɡræfaɪt/ | גרפיט |
| hexagonal ring/ˈheksəɡənl rɪŋ/ | טבעת משושה |
מה יכול להסביר תצפית זו?
- גרפיט יכול להיות רך מספיק כדי להשאיר סימן עט, ולמרות זאת יש לו קשרי שיתוף חזקים מאוד. תכונות שונות תלו בקשרים בתוך השכבות ובין השכבות שלו.
- התחל בחזית. ציין את הכמותות או התכונות שת срав, ואז החלט איזה עדות יכולה להבדיל בין שתי הסברות.
בניית המודל
- כל פחמן בגרפיט יוצר שלושה קשרי שיתוף עם פחמנים אחרים בשכבות של טבעות משושוניות. קשרים חזקים בתוך השכבות דורשים אנרגיה רבה למעבר עליהם, מה שמעניק נקודת היתוך גבוהה מאוד בהסבר לגבי GCSE. אין קשרי שיתוף בין השכבות; כוחות משיכה חלשים מאפשרים לשכבות להחליק זו על זו, ומסבירים את הרכות ואת השימוש כחומר סיכה. אלקטרון אחד מכל פחמן הוא דלוקאליזציה (מונהב) ועלול לשאת מטען דרך המבנה.
- גרפיט: צורת פחמן בעלת שכבות משושוניות מחוברות בקשרי שיתוף ואלקטרון דלוקאליזציה אחד לכל פחמן; טבעת משושונית: טבעה של שישה אטומים מחוברים במודל השכבת הגרפיט הנ stated.
מדוע שכבות הגרפיט מחליקות אחת על השנייה?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
בתוך כל שכבה הקשרים הקוולנטיים חזקים, אך השכבות מוחזקות באמצעות משיכה בין-מולקולרית חלשה ללא קשרים קוולנטיים ביניהן, ולכן הן מחליקות בקלות. הקשרים בתוך הטבעת עצמם חזקים.
התאמו כל מונח טכני למשמעותו המדויקת.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השתמשו בהגדרות כדי להבדיל בין כמותיות ותהליכים הקשורים זה לזה.
בחר עדים שיכולים לבדוק אותו
- אל תשתמש בכוחות בין-שכבתיים חלשים להסבר נקודת ההיתוך הגבוהה: תכונה זו נובעת מקשרי שיתוף חזקים. לעומת זאת, ציון קשרי שיתוף חזמים לבד לא מסביר החלקה קלה של שכבות. גרפיט דומה למתכות בבעלותו אלקטרונים דלוקאליזציה, אך רשת הקשרים שלו היא שכבתית-קוולנטית ולא מתכתית. כיווני ההולכה בגרפיט אמיתי אינם מיוצגים במלואם על ידי ציור שטוח פשוט אחד.
- בדוק מודל של שכבות משושוניות וזהה שלושה שכנים לפחמן פנימי, עם קשרים ממשיכים בקצוות החתוכים. השווה שכבות ערומות ללא קווי חיבור קוולנטיים. מבחן נמוך-מתח מאושר על ידי מורה של מוט גרפיט מוכן יכול לספק עדות להולכה. רשום את איכות המגע והגיאומטריה, והבדל בין חומר המוט לבין ליבת העט השחורה המעורבת של גרפיט וחול.
אילו שני הרגלים הופכים את החקירה או הדגם במקרה זה לקבלנים יותר?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ניסוח התנאים וההנחות מאפשר לאחרים לחזור על העבודה בדיוק, ורישום הראיות התומכות מאפשר להם לבדוק את המסקנה. הסתרת תוצאות המולכות מסירה את הראיות שיכולות לערער מסקנה שגויה, ומדידה אחת לעולם לא יכולה להוכיח טענה רחבה יותר.
עבודה על בסיס גודלים ידועים
- ציין את הערכים הידועים ואת יחידות המידה שלהם. בחר בקשר מכיוון שההנחות שלו מתאימות למקרה זה, ולאחר מכן סדר מחדש לפני ההצבה.
- נתון: מודל שכבת גרפיט פנימי נ stated מציג 90 אטומי פחמן התורמים אלקטרון דלוקאליזציה אחד כל אחד, ולכן הוא מייצג 90 אלקטרונים כאלה. 90×3=270 קצוות הקשרים שלו תואמים ל135 קשרים לאחר חלוקה בשתי תחת סידור ללא גבול. ספירת האלקטרונים וספירת קשרי השיתוף מתארים היבטים שונים של אותו מבנה.
במודל הגרפיט הנ stated, 55 אטומי פחמן תורמים כל אחד אלקטרון דלוקאליזציה אחד. כמה מהם מיוצגים? השתמש באותו סידור: כמויות ידועות → מודל → קשר → הצבה → יחידה ופרשנות.
בדגמא הגרפיט הנ"ל, 55 אטומי פחמן תורמים כל אחד אלקטרון מרווח אחד. כמה הם מיוצגים?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
התוצאה היא 55 אלקטרונים. ידוע: 55 אטומי פחמן תורמים כל אחד אלקטרון מעוכב אחד. אלקטרונים מעוכבים = 55 x 1 = 55 אלקטרונים. ספירה זו נפרדת מספירת הקשרים הקוולנטיים של אותו מבנה.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
- לגרפיט אין ארבעה שכנים קוולנטיים לכל פחמן כמו ליהלום. כוחות המשיכה החלשים בין השכבות אינם חוסר משיכה לחלוטין. קצה חתוך במודל מציג פחות שכנים מצוריים ואינו יכול לשמש כעדות נגד דפוס הקשרים משולש בפנים.
- חזור לתצפית המקורית. הסבר מה התוצאה תומכת, אילו תנאים היא מניחה, ודרך אחת לבדוק הסבר מתחרה.
נקודת ההיתוך הגבוהה של גרפיט מוסברת אך ורק על ידי הכוחות החלשים בין השכבות. טענה זו שגויה: נקודת ההיתוך נקבעת על ידי הקשרים הקוולנטיים החזקים בתוך השכבות, שחייבים להישבר כדי להמיס את הגרפיט - ומכאן היא גבוהה מאוד. הכוחות החלשים פועלים רק בין השכבות והם מסבירים את החלקלקות, ולא את ההיתוך.
גרפיט: שכבות חזקות, כוחות משיכה חלשים בין-שכבתיים ואלקטרונים זזים: אל תשתמש בכוחות בין-שכבתיים חלשים להסבר נקודת ההיתוך הגבוהה: תכונה זו נובעת מקשרי שיתוף חזמים. לעומת זאת, ציון קשרי שיתוף חזמים לבד לא מסביר החלקה קלה של שכבות. גרפיט דומה למתכות בבעלותו אלקטרונים דלוקאליזציה, אך רשת הקשרים שלו היא שכבתית-קוולנטית ולא מתכתית. כיווני ההולכה בגרפיט אמיתי אינם מיוצגים במלואם על ידי ציור שטוח פשוט אחד.
נקודת ההיתוך הגבוהה של גרפיט מוסברת אך ורק על ידי כוחות המשיכה החלשים בין השכבות.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
נקודת ההיתוך נקבעת על ידי הקשרים הקוולנטיים החזקים בתוך השכבות, שיש לשבור כדי להמיס גרפיט - ולכן היא גבוהה מאוד. המשיכה החלשה פועלת רק בין השכבות ומסבירה את החלקלקות, לא את ההיתוך.
צורת פחמן עם שכבות משושה מחוברות קוולנטית ואלקטרון ממוקם-או-לא-ממוקם אחד לפחמן: כתוב את המונח הטכני.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
גרפיט הוא צורה של פחמן המורכבת משכבות גליליות קוולנטיות, כאשר לכל אטום פחמן יש אלקטרון אחד לא-ממוקם.