Sammenligning mellem metalliske og ioniske krystaller

Defineret som ethvert stof med et ordentligt, geometrisk, gentaget mønster, kan krystaller synes at være ensartede i makeup og egenskaber uanset deres komponenter. Mens metalliske og ioniske krystaller deler nogle ligheder, er der også klare forskelle mellem dem.

Ionisk binding opstår, når elementer enten vinder eller mister valenselektroner for at blive mere stabile. Elementer som natrium mister normalt en elektron, hvilket resulterer i et positivt ladet atom, mens elementer som klor normalt får en elektron, der gør det muligt for atomet at blive negativt ladet. Disse atomer danner let en forbindelse på grund af den stærke elektriske tiltrækningskraft.

Ioniske krystaller dannes normalt mellem elementer fra gruppe 1 og 2, når de kombineres med elementer fra gruppe 16 og 17 på det periodiske diagram. Binding er mellem de positive og negative ladninger af individuelle atomer med de resulterende krystaller bestående af positive og negative ioner arrangeret i et skiftende mønster af ladninger. Dette arrangement giver ioniske krystaller visse egenskaber; generelt har de en tendens til at have høje smeltepunkter og er gode isolatorer. De er også hårde og skøre.

De fleste metaller har meget få valenselektroner i deres yderste skaller; metaller besidder også ledige elektronorbitaler lige under deres højeste energiniveauer, hvilket resulterer i en vis overlapning af ledige skaller. På grund af dette har metronernes elektroner en tendens til at bevæge sig frit mellem energiniveauerne og hører ikke helt til et enkelt atom; dette omtales ofte som et "hav af elektroner." Metallisk binding er tiltrækningen mellem atomer og elektroner i dette "hav".

Mens ioniske krystaller skifter positive ladninger med negative ladninger, indeholder metalliske krystaller atomer med samme ladning omgivet af et hav af elektroner. Da disse elektroner er frie til at bevæge sig inden for krystalstrukturen, er metaller er gode ledere af elektricitet og varme. Derudover er det elektronernes bevægelsesfrihed, der gør det muligt for metaller at være både formbare og duktil: Da bindingen er den samme i alle retninger, kan atomerne glide forbi hinanden uden bryde.

Ud over de allerede anførte egenskaber opløses ioniske krystaller normalt i vand og andre ioniske væsker. Metalliske krystaller er uopløselige i vand. Metalliske krystaller har også en tendens til at være skinnende og reflekterende, mens ioniske krystaller har en tendens til at være mere saltlignende i udseende.