Un cristal es un estado sólido de materia que contiene una disposición interna de átomos, moléculas o iones que es regular, repetida y dispuesta geométricamente. Los cristales se pueden agrupar por la forma geométrica de su disposición interna o por sus características o propiedades físicas y químicas. Los cristales iónicos son una de las cuatro categorías principales de cristales al agruparlos en función de sus propiedades físicas y químicas.
Fuerza de unión
Los iones son átomos que tienen carga positiva o negativa. Las fuerzas electrostáticas entre los iones con carga opuesta que forman el cristal mantienen unidos a los átomos. Las fuerzas de atracción entre iones con carga opuesta son significativamente más fuertes que las que existen entre átomos neutros y explican las propiedades que presentan los cristales iónicos. El cloruro de sodio, más conocido como sal de mesa, es un ejemplo de cristal iónico.
Conductividad eléctrica
Los cristales iónicos son solubles en agua. Cuando se disuelven, los iones que forman el cristal se disocian o separan, dejándolos libres para transportar carga eléctrica a través de la solución. Los cristales iónicos en estado fundido también conducen bien la electricidad. Al igual que disolver los cristales en agua, fundirlos permite que los iones libres se muevan a los polos positivo y negativo.
Dureza
La fuerza de los enlaces entre los iones en los cristales iónicos los hace bastante duros en comparación con otros tipos de cristales. A pesar de su dureza, los cristales iónicos son frágiles. Bajo presión, los iones dentro del cristal que tienen la misma carga se alinean. La repulsión electrostática resultante entre iones similares hace que el cristal se parta.
Derretir y hervir
Cuando una sustancia está en su forma sólida, sus átomos están tan unidos que permanecen en una posición relativamente fija. Calentar el sólido hace que los átomos se muevan y, aunque permanecen unidos entre sí, las uniones son más flojas y el sólido se licua. Calentar un líquido hace que sus partículas eventualmente superen los enlaces que las mantienen unidas y el líquido se vaporiza. La temperatura a la que la presión de vapor es lo suficientemente grande como para provocar la formación de burbujas dentro del líquido se denomina punto de ebullición de la sustancia. Los sólidos cristalinos puros tienen puntos de fusión y ebullición característicos, propiedades comúnmente utilizadas para identificarlos. Los cristales iónicos exhiben altos puntos de fusión y ebullición en comparación con aquellos con enlaces no iónicos más débiles.
Entalpías
La entalpía de fusión es la cantidad de calor necesaria para fundir una cantidad específica, llamada mol, de una sustancia sólida mientras se mantiene una presión constante. La entalpía de vaporización es la cantidad de calor necesaria para convertir un mol de una sustancia líquida en un estado gaseoso, bajo presión constante. Según Fred Senese del Departamento de Química de la Universidad Estatal de Frostburg, estas propiedades son típicamente de 10 a 100 veces mayor para los cristales iónicos en comparación con aquellos con enlaces químicos más débiles.