Έξι τύποι κρυσταλλικών στερεών

Τα κρυσταλλικά στερεά αποτελούνται από επαναλαμβανόμενα, τρισδιάστατα σχέδια ή πλέγματα μορίων, ιόντων ή ατόμων. Αυτά τα σωματίδια τείνουν να μεγιστοποιούν τους χώρους που καταλαμβάνουν, δημιουργώντας συμπαγείς, σχεδόν ασυμπίεστες δομές. Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι κρυσταλλικών στερεών: μοριακός, ιονικός και ατομικός. Τα ατομικά στερεά, ωστόσο, μπορούν να διακριθούν περαιτέρω ανάλογα με το αν είναι ομάδα 8Α, δίκτυο ή μεταλλικά κρυσταλλικά στερεά (δημιουργώντας έξι συνολικούς τύπους).

Τα μοριακά κρυσταλλικά στερεά αποτελούνται από μόρια, τα οποία συγκρατούνται μαζί με δυνάμεις διασποράς (ή Λονδίνο), διπολικό-διπόλιο και δεσμούς υδρογόνου μεταξύ σωματιδίων. Αυτές είναι όλες οι διαμοριακές δυνάμεις, οι οποίες είναι σημαντικά ασθενέστερες από τις ενδομοριακές δυνάμεις, όπως οι ιοντικοί δεσμοί. Τα μοριακά κρυσταλλικά στερεά είναι αρκετά μαλακά, δημιουργούν κακούς ηλεκτρικούς και θερμικούς αγωγούς και έχουν χαμηλά έως μέτρια σημεία τήξης. Τα κοινά παραδείγματα περιλαμβάνουν τον πάγο (H20) και τον ξηρό πάγο (C02).

Τα ιόντα κρυσταλλικά στερεά - που αποτελούνται από θετικά και αρνητικά ιόντα που συγκρατούνται μαζί με έλξη ιόντων - έρχονται σε τρεις βασικές μορφές: με τριγωνικές οπές, τετραεδρικές οπές και οκταεδρικές οπές. Όλες αυτές οι διαφορετικές διευθετήσεις διαθέτουν συνήθως μικρότερα ιόντα που γεμίζουν τις τρύπες και μεγαλύτερα που αποτελούν την κύρια δομή. Τα ιόντα κρυσταλλικά στερεά είναι γνωστά για τα υψηλά σημεία τήξεως και ότι είναι σκληρά και εύθραυστα. Κοινά παραδείγματα περιλαμβάνουν χλωριούχο νάτριο (NaCl), οξείδιο μαγνησίου (MgO) και φθοριούχο ασβέστιο (CaF2).

Τα ατομικά κρυσταλλικά στερεά αποτελούνται από άτομα που συγκρατούνται μαζί με διασπορά. Αυτά τα στερεά είναι μαλακά, κάνουν κακούς ηλεκτρικούς και θερμικούς αγωγούς και έχουν χαμηλά σημεία τήξης.

Τα κρυσταλλικά στερεά της ομάδας 8Α είναι μια συγκεκριμένη ποικιλία ατομικών κρυσταλλικών στερεών. Αποτελούνται από στερεοποιημένα, αδρανή ευγενή αέρια [όπως το νέον (Ne), το αργό (Ar), το ήλιο (He) και το ραδόνιο (Rn)] και μπορούν να εμφανιστούν μόνο σε απίστευτα χαμηλές (σχεδόν απόλυτες μηδενικές) θερμοκρασίες.

Τα κρυσταλλικά στερεά του δικτύου αποτελούνται από άτομα που συγκρατούνται μαζί με ομοιοπολικούς δεσμούς. Είναι εξαιρετικά σκληρά, έχουν υψηλά σημεία τήξης και είναι κακοί αγωγοί θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας. Μερικά από τα πιο γνωστά κρυσταλλικά στερεά - συγκεκριμένα χαλαζία (SiO2) και διαμάντια (C) - εμπίπτουν στην κατηγοριοποίηση του δικτύου.

Τα μεταλλικά κρυσταλλικά στερεά διαθέτουν άτομα που συγκρατούνται μαζί με μεταλλικούς δεσμούς, οι οποίοι είναι ηλεκτρομαγνητικοί στη φύση. Αυτοί οι δεσμοί δίνουν στις μεταλλικές κρυσταλλικές δομές τις ιδιαίτερες ιδιότητές τους να είναι όλκιμοι, ελαστικοί και ισχυροί αγωγοί θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας. Τα σημεία τήξης και η σκληρότητα των μεταλλικών κρυστάλλων μπορεί να κυμαίνονται από χαμηλό έως πολύ υψηλό και από μαλακό έως σκληρό. Μερικά από τα πιο κοινά παραδείγματα περιλαμβάνουν ψευδάργυρο (Zn) και σίδηρο (Fe).