Estruturas covalentes gigantes exibem várias propriedades físicas importantes:
1.
Forte e Rígido: As fortes ligações covalentes entre átomos em estruturas covalentes gigantes resultam em materiais robustos e rígidos. O arranjo compacto de átomos, muitas vezes em padrões regulares, aumenta ainda mais sua rigidez. Por exemplo, o diamante, composto por átomos de carbono dispostos numa estrutura cúbica de diamante, é conhecido pela sua excepcional dureza e resistência a riscos.
2.
Altos pontos de fusão e ebulição: Estruturas covalentes gigantes geralmente têm altos pontos de fusão e ebulição devido às fortes forças coesivas que mantêm seus átomos unidos. Superar essas forças requer energia significativa, levando a pontos de fusão e ebulição elevados. Por exemplo, a grafite, outra forma de carbono, funde a cerca de 3642°C, e o carboneto de silício (SiC) funde a aproximadamente 2730°C.
3.
Baixa Condutividade Elétrica: Em geral, estruturas covalentes gigantes são maus condutores de eletricidade. Como os elétrons de valência nessas estruturas estão fortemente ligados aos seus respectivos átomos, eles não são facilmente mobilizados. Assim, faltam-lhes os elétrons livres necessários para uma condução elétrica eficiente. O diamante, por exemplo, é um excelente isolante elétrico.
4.
Transparência: Certas estruturas covalentes gigantes, como o diamante, são transparentes à luz visível devido aos seus arranjos regulares e simétricos de átomos. A falta de elétrons facilmente excitáveis impede que eles absorvam luz na faixa visível, permitindo que a luz passe sem absorção significativa. Esta propriedade torna o diamante valioso para diversas aplicações ópticas, incluindo ferramentas de corte de precisão e janelas de laser.
5.
Fragilidade: Apesar de sua resistência, as estruturas covalentes gigantes tendem a ser frágeis, o que significa que quebram repentinamente sem deformação plástica significativa quando submetidas a tensões. A natureza rígida das ligações covalentes restringe o movimento e o rearranjo dos átomos sob forças aplicadas, limitando a sua capacidade de resistir à deformação. Materiais frágeis como diamante e carboneto de silício fraturam facilmente quando submetidos a tensões excessivas ou localizadas.
Ao compreender essas propriedades físicas, cientistas e engenheiros podem utilizar materiais covalentes gigantes de forma eficaz em vários campos, incluindo engenharia, construção, óptica, eletrônica e ciência dos materiais. A combinação única de resistência, rigidez, transparência e outras propriedades torna esses materiais essenciais para uma ampla gama de aplicações, desde ferramentas de corte de alto desempenho até componentes e dispositivos eletrônicos de alta temperatura.
