Алмаз: четыре связи у каждого атома углерода в жесткой сетке
Введено| English | Значение |
|---|---|
| diamond/ˈdaɪəmənd/ | алмаз |
| rigid network/ˈrɪdʒɪd ˈnetwɜːk/ | жёсткая сетка |
What would explain this observation?
- Diamond 金刚石 and graphite both contain carbon, but their bonding arrangements differ. The element name alone does not predict hardness or conductivity.
- Start with a prediction. State the quantities or features you would compare, then decide what evidence could distinguish two explanations.
Build the model
- In diamond each carbon atom makes four covalent bonds with other carbon atoms in a giant three-dimensional structure. Strong connections extend through the solid, giving a rigid network 刚性网络 and making diamond very hard. Very much energy is needed to overcome many covalent bonds, giving a very high melting point in the specified GCSE account. Its outer electrons are involved in covalent bonds, so it has no delocalised electrons to carry charge and does not conduct electricity.
- diamond: A carbon form with each atom covalently bonded to four others in a giant three-dimensional structure; rigid network: An extended arrangement whose strong connections resist changes in shape.
Почему алмаз не проводит электричество?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Каждый атом углерода в алмазе использует все четыре валентных электрона для образования ковалентных связей, поэтому нет делокализованных электронов, способных переносить заряд. В нёмagentно содержатся электроны, и его атомы нейтральны.
Сопоставьте каждый технический термин с его точным определением.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Используйте определения для различения смежных величин и процессов.
Choose evidence that can test it
- Explain one property with the appropriate connection: resistance to deformation follows the rigid many-direction network; high melting point follows energy needed to overcome many strong covalent bonds; non-conductivity follows the absence of mobile charged carriers. A drawing with a carbon surrounded by four neighbours shows local coordination, not a complete diamond molecule.
- Compare a tetrahedral local model with a graphite-layer model. Count four bonds around an interior diamond carbon and trace continuation beyond the fragment. Mark a two-dimensional picture as a projection of a three-dimensional arrangement. Prepared models or images suffice; there is no need to heat or scratch expensive specimens or infer properties from a gem’s colour.
Какие две привычки делают расследование или модель в данном случае более обоснованными?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Указание условий и допущений позволяет другим точно воспроизвести работу, а фиксация подтверждающих данных даёт возможность проверить вывод. Сокрытие противоречащих результатов устраняет доказательства, способные оспорить ошибочный вывод, а одно измерение никогда не может обосновать более широкий claim.
Work from known quantities
- State the known values and their units. Choose the relation because its assumptions fit this case, then rearrange before substitution.
- Known: a stated large diamond model contains 120 interior-equivalent carbon sites, each with four bond connections. There are 120×4=480 bond-end counts; each bond has two ends, giving 480/2=240 bonds under this explicitly boundary-free counting convention. Simply multiplying by four double-counts each shared connection.
A boundary-free model has 40 carbon sites with four connections each. Dividing shared bond-end counts by two, how many bonds are represented? Use the same sequence: known quantities → model → relation → substitution → unit and interpretation.
В модели без границ 40 сайтов углерода имеют по четыре связи. Разделив общее число концов связей на два (так как они разделяются), сколько связей представлено?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Результат — 80 связей. Известно: 40 атомов углерода, каждый из которых образует 4 связей. Количество концов связей = 40 × 4 = 160; поскольку каждая связь имеет два конца, число связей равно 160 / 2 = 80. Простое умножение на четыре привело бы к двойному подсчёту каждой общей связи.
Check the conclusion and its limits
- Diamond is not an ionic lattice of carbon ions. The atoms do not become larger or lose their electrons entirely. An actual finite fragment has boundaries, so the bond-count formula needs the stated interior-equivalent assumption. No claim about current experimental high-pressure melting conditions is required for this GCSE structure explanation.
- Return to the original observation. Explain what the result supports, which conditions it assumes, and one way to test a competing explanation.
Diamond consists of small C₄ molecules held by weak attractions. This claim is false: Diamond is a GIANT covalent network: every carbon bonds to four neighbours in a structure continuing through the whole crystal. No C4 molecules exist in diamond.
Diamond: four bonds per carbon in a rigid network: Explain one property with the appropriate connection: resistance to deformation follows the rigid many-direction network; high melting point follows energy needed to overcome many strong covalent bonds; non-conductivity follows the absence of mobile charged carriers. A drawing with a carbon surrounded by four neighbours shows local coordination, not a complete diamond molecule.
Алмаз состоит из малых молекул C₄, удерживаемых слабыми взаимодействиями.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Алмаз представляет собой гигантскую ковалентную сетку: каждый атом углерода связан с четырьмя соседями в структуре, продолжающейся по всему кристаллу. Молекул C4 в алмазе не существует.
Одна из форм углерода, где каждый атом ковалентно связан с четырьмя другими в гигантской трехмерной структуре: запишите технический термин.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
алмаз означает Одну из форм углерода, где каждый атом ковалентно связан с четырьмя другими в гигантской трехмерной структуре.