Σύγκριση Μεταλλικών & Ιονικών Κρυστάλλων

Ορισμένοι ως οποιαδήποτε ουσία με ομαλό, γεωμετρικό, επαναλαμβανόμενο μοτίβο, οι κρύσταλλοι μπορεί να φαίνονται ομοιόμορφοι στο μακιγιάζ και τις ιδιότητες ανεξάρτητα από τα συστατικά τους. Ενώ οι μεταλλικοί και οι ιονικοί κρύσταλλοι έχουν κάποιες ομοιότητες, υπάρχουν και συγκεκριμένες διαφορές μεταξύ τους.

Η ιοντική συγκόλληση συμβαίνει όταν στοιχεία είτε κερδίζουν είτε χάνουν ηλεκτρόνια σθένους προκειμένου να γίνουν πιο σταθερά. Στοιχεία όπως το νάτριο συνήθως χάνουν ένα ηλεκτρόνιο, με αποτέλεσμα ένα θετικά φορτισμένο άτομο, ενώ στοιχεία όπως το χλώριο αποκτούν συνήθως ένα ηλεκτρόνιο που επιτρέπει στο άτομο να φορτιστεί αρνητικά. Αυτά τα άτομα σχηματίζουν εύκολα μια ένωση λόγω της ισχυρής ηλεκτρικής έλξης.

Οι ιωνικοί κρύσταλλοι σχηματίζονται συνήθως μεταξύ στοιχείων από τις ομάδες 1 και 2 όταν συνδυάζονται με στοιχεία από τις ομάδες 16 και 17 στο περιοδικό γράφημα. Η σύνδεση είναι μεταξύ των θετικών και αρνητικών φορτίων μεμονωμένων ατόμων με τους προκύπτοντες κρυστάλλους που αποτελούνται από θετικά και αρνητικά ιόντα διατεταγμένα σε ένα εναλλασσόμενο σχέδιο φορτίων. Αυτή η διάταξη δίνει ιονικούς κρυστάλλους ορισμένες ιδιότητες. Γενικά τείνουν να έχουν υψηλά σημεία τήξης και είναι καλοί μονωτές. Είναι επίσης σκληρά και εύθραυστα.

Τα περισσότερα μέταλλα έχουν πολύ λίγα ηλεκτρόνια σθένους στα εξώτατα κελύφη τους. Τα μέταλλα διαθέτουν επίσης κενά τροχιακά ηλεκτρονίων ακριβώς κάτω από τα υψηλότερα επίπεδα ενέργειας τους, με αποτέλεσμα την επικάλυψη κενών κελυφών. Εξαιτίας αυτού, τα ηλεκτρόνια των μετάλλων τείνουν να περιφέρονται ελεύθερα μεταξύ των επιπέδων ενέργειας και δεν ανήκουν πλήρως σε κανένα άτομο. Αυτό συχνά αναφέρεται ως «θάλασσα ηλεκτρονίων». Η μεταλλική σύνδεση είναι η έλξη μεταξύ ατόμων και ηλεκτρονίων σε αυτή τη "θάλασσα".

Ενώ οι ιονικοί κρύσταλλοι εναλλάσσουν θετικά φορτία με αρνητικά φορτία, οι μεταλλικοί κρύσταλλοι περιέχουν άτομα με το ίδιο φορτίο που περιβάλλεται από μια θάλασσα ηλεκτρονίων. Δεδομένου ότι αυτά τα ηλεκτρόνια είναι ελεύθερα να κινούνται εντός της κρυσταλλικής δομής, τα μέταλλα είναι καλοί αγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας. Επιπλέον, αυτή η ελευθερία των ηλεκτρονίων να κινείται επιτρέπει στα μέταλλα να είναι ελατό και όλκιμος: Δεδομένου ότι η σύνδεση είναι η ίδια σε όλες τις κατευθύνσεις, τα άτομα μπορούν να γλιστρούν το ένα δίπλα στο άλλο χωρίς σπάσιμο.

Εκτός από τις ήδη αναφερόμενες ιδιότητες, οι ιονικοί κρύσταλλοι συνήθως διαλύονται σε νερό και άλλα ιοντικά υγρά. Οι μεταλλικοί κρύσταλλοι είναι αδιάλυτοι στο νερό. Οι μεταλλικοί κρύσταλλοι τείνουν επίσης να είναι λαμπεροί και ανακλαστικοί, ενώ οι ιονικοί κρύσταλλοι τείνουν να μοιάζουν περισσότερο με αλάτι.