Porovnání kovových a iontových krystalů

Definovány jako jakákoli látka s uspořádaným, geometrickým, opakujícím se vzorem, krystaly se mohou zdát být jednotné v líčení a vlastnostech bez ohledu na jejich složky. Zatímco kovové a iontové krystaly sdílejí některé podobnosti, existují mezi nimi také určité rozdíly.

Iontová vazba nastává, když prvky buď získají nebo ztratí valenční elektrony, aby se staly stabilnějšími. Prvky jako sodík obvykle ztratí elektron, což má za následek kladně nabitý atom, zatímco prvky jako chlor obvykle získají elektron, který umožňuje zápornému nabití atomu. Tyto atomy snadno tvoří sloučeninu díky silné elektrické přitažlivosti.

Iontové krystaly se obvykle tvoří mezi prvky ze skupin 1 a 2 v kombinaci s prvky ze skupin 16 a 17 na periodickém grafu. Vazba je mezi kladnými a zápornými náboji jednotlivých atomů s výslednými krystaly sestávajícími z kladných a záporných iontů uspořádaných do střídavého vzoru nábojů. Toto uspořádání dává iontovým krystalům určité vlastnosti; obecně mají vysoké teploty tání a jsou dobrými izolátory. Jsou také tvrdé a křehké.

Většina kovů má ve svých vnějších skořápkách velmi málo valenčních elektronů; kovy také mají prázdné elektronové orbitaly těsně pod jejich nejvyššími energetickými hladinami, což má za následek určité překrývání prázdných skořápek. Z tohoto důvodu mají elektrony kovů tendenci volně se pohybovat mezi energetickými hladinami a nepatří úplně k žádnému atomu; toto se často označuje jako „moře elektronů“. Kovová vazba je přitažlivost mezi atomy a elektrony v tomto „moři“.

Zatímco iontové krystaly střídají kladné a záporné náboje, kovové krystaly obsahují atomy se stejným nábojem obklopené mořem elektronů. Protože se tyto elektrony mohou volně pohybovat uvnitř krystalové struktury, kovů jsou dobří dirigenti elektřiny a tepla. Navíc tato svoboda pohybu elektronů umožňuje, aby kovy byly jak tvárné, tak i tvárná: Protože vazba je ve všech směrech stejná, mohou atomy klouzat kolem sebe bez ní lámání.

Kromě již uvedených vlastností se iontové krystaly obvykle rozpouštějí ve vodě a jiných iontových kapalinách. Kovové krystaly jsou nerozpustné ve vodě. Kovové krystaly také mají tendenci být lesklé a reflexní, zatímco iontové krystaly mají tendenci vypadat spíše jako sůl.