Unterschiede zwischen einer Verbindung und einer festen Lösung

Wenn man an Lösungen denkt, denkt man meist als erstes an eine in Wasser gelöste Substanz. Einige feste Lösungen enthalten jedoch Kombinationen von Metallen, bei denen ein Metall in ein anderes gelöst wurde. Legierungen wie Messing sind häufige Beispiele, denen Sie im täglichen Leben begegnen. Feste Lösungen sollten nicht mit chemischen Verbindungen verwechselt werden, die in eine separate und spezifischere Kategorie fallen.

Eine feste Lösung ist homogen, d. h. ihre Zusammensetzung ist überall mehr oder weniger gleich. Die Bildung fester Lösungen ist am wahrscheinlichsten, wenn sowohl das gelöste Metall als auch das gelöste Metall Atome ähnlicher Größe, Kristallstruktur und Elektronegativität aufweisen. Die Elektronegativität ist ein Maß für das Ausmaß, in dem ein Element Elektronen "aufsaugt", wenn es mit anderen Elementen gepaart wird. Es können sich zwei Arten von festen Lösungen bilden. In einem Substitutionsfeststoff ersetzen gelöste Atome die Lösungsmittelatome im Kristallgitter. Im Gegensatz dazu sind in einer interstitiellen festen Lösung die Atome des Lösungsmittelmetalls größer als die des gelösten Stoffes und die gelösten Atome passen in die Lücken oder Zwischenräume zwischen den Lösungsmittelatomen.

Eine Verbindung enthält Atome von mehr als einem Element in einem festen Verhältnis zueinander. Wasser hat zum Beispiel immer doppelt so viele Wasserstoffatome wie Sauerstoff. Darüber hinaus sind die Atome einer Verbindung durch Bindungen miteinander verbunden, d. h. Wechselwirkungen, die die Atome der Verbindung zusammenhalten. Die Atome haben bezüglich ihrer räumlichen Anordnung eine bestimmte Beziehung zueinander.

Die Bestandteile einer Mischung lassen sich physikalisch trennen, während die Bestandteile einer Verbindung nur durch chemische Reaktionen, die Bindungen brechen und/oder bilden, getrennt werden können. Wenn Sie beispielsweise Eisenspäne und Schmutz mischen, haben Sie eine Mischung, die Sie mit einem Magneten trennen können. Die chemische Zusammensetzung der Eisenspäne und des Schmutzes hat sich nicht verändert. Wenn Sie jedoch Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten möchten, müssen Sie die chemischen Bindungen aufbrechen, die die Wassermoleküle zusammenhalten. Eine feste Lösung ist eine Art von Mischung, die physikalisch getrennt werden kann, sodass sie nicht in dieselbe Kategorie wie eine Verbindung fällt.

Die Atome in einer Verbindung sind immer in einem festen Verhältnis vorhanden, aber die Atome in einer festen Lösung können in einem variablen Verhältnis vorhanden sein. Nicht alle Messinglegierungen haben beispielsweise den gleichen Zink- und Kupfergehalt. Darüber hinaus hat die feste Lösung zwar die gleiche Kristallstruktur wie der reine Feststoff, die räumliche Anordnung der Atome ist jedoch nicht unverändert wie in einer Verbindung. Ein Wassermolekül hat immer die gleiche räumliche Anordnung seiner Atome. Die Atome in einer festen Lösung können jedoch an verschiedenen Stellen gegeneinander ausgetauscht werden.