Was sind die Eigenschaften von Ionenkristallen?

Ein Kristall ist ein fester Aggregatzustand, der eine innere Anordnung von Atomen, Molekülen oder Ionen enthält, die regelmäßig, wiederholt und geometrisch angeordnet sind. Kristalle können nach der geometrischen Form ihrer inneren Anordnung oder nach ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften oder Eigenschaften gruppiert werden. Ionische Kristalle sind eine der vier Hauptkategorien von Kristallen, wenn sie nach ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften gruppiert werden.

Ionen sind Atome, die entweder positiv oder negativ geladen sind. Die elektrostatischen Kräfte zwischen den entgegengesetzt geladenen Ionen, aus denen der Kristall besteht, halten die Atome zusammen. Die Anziehungskräfte zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen sind deutlich stärker als die zwischen neutralen Atomen und erklären die Eigenschaften von Ionenkristallen. Natriumchlorid, besser bekannt als Kochsalz, ist ein Beispiel für einen Ionenkristall.

Ionische Kristalle sind in Wasser löslich. Beim Auflösen dissoziieren die den Kristall bildenden Ionen oder trennen sich, wodurch sie freigesetzt werden, um elektrische Ladung durch die Lösung zu tragen. Auch Ionenkristalle in geschmolzenem Zustand leiten Elektrizität gut. Wie das Auflösen der Kristalle in Wasser ermöglicht das Schmelzen der freien Ionen, sich zu positiven und negativen Polen zu bewegen.

Die Stärke der Bindungen zwischen Ionen in Ionenkristallen macht sie im Vergleich zu anderen Kristallarten ziemlich hart. Ionenkristalle sind trotz ihrer Härte spröde. Unter Druck gleiten Ionen mit gleicher Ladung im Kristall in Ausrichtung. Die resultierende elektrostatische Abstoßung zwischen gleichen Ionen führt zur Aufspaltung des Kristalls.

Wenn ein Stoff in seiner festen Form vorliegt, sind seine Atome so fest gebunden, dass sie an einer relativ festen Position bleiben. Durch das Erhitzen des Festkörpers bewegen sich die Atome, und obwohl sie aneinander gebunden bleiben, lösen sich die Bindungen und der Festkörper verflüssigt sich. Das Erhitzen einer Flüssigkeit bewirkt, dass ihre Partikel schließlich die Bindungen überwinden, die sie zusammenhalten, und die Flüssigkeit verdampft. Die Temperatur, bei der der Dampfdruck groß genug ist, um eine Blasenbildung in der Flüssigkeit zu verursachen, wird als Siedepunkt der Substanz bezeichnet. Reine kristalline Feststoffe haben charakteristische Schmelz- und Siedepunkte, Eigenschaften, die häufig verwendet werden, um sie zu identifizieren. Ionische Kristalle weisen im Vergleich zu denen mit schwächeren, nichtionischen Bindungen hohe Schmelz- und Siedepunkte auf.

Die Schmelzenthalpie ist die Wärmemenge, die erforderlich ist, um eine bestimmte Menge, ein sogenanntes Mol, eines festen Stoffes bei konstantem Druck zu schmelzen. Die Verdampfungsenthalpie ist die Wärmemenge, die erforderlich ist, um ein Mol einer flüssigen Substanz unter konstantem Druck in einen gasförmigen Zustand zu überführen. Laut Fred Senese vom Department of Chemistry der Frostburg State University sind diese Eigenschaften typischerweise 10- bis 100-mal größer für Ionenkristalle im Vergleich zu solchen mit schwächeren chemischen Bindungen.