Fémes és ionos kristályok összehasonlítása

Bármely rendezett, geometrikus, ismétlődő mintázatú anyagként definiálva a kristályok összetételüktől és tulajdonságaiktól függetlenül egyenletesek lehetnek. Míg a fémes és az ionos kristályoknak van némi hasonlóságuk, határozott különbségek vannak közöttük is.

Az ionos kötés akkor következik be, amikor az elemek valencia elektronokat nyernek vagy veszítenek, hogy stabilabbá váljanak. Az olyan elemek, mint a nátrium, általában elveszítenek egy elektront, ami pozitív töltésű atomot eredményez, míg az olyan elemek, mint a klór, általában olyan elektront nyernek, amely lehetővé teszi az atom negatív töltését. Ezek az atomok az erős elektromos vonzerő miatt könnyen vegyületet alkotnak.

Az ionos kristályok általában az 1. és 2. csoport elemei között képződnek, amikor a periodikus diagram 16. és 17. csoportjának elemeivel kombinálják őket. A kötés az egyes atomok pozitív és negatív töltése között van, és a kapott kristályok pozitív és negatív ionokból állnak, amelyek váltakozó töltésmintában vannak elrendezve. Ez az elrendezés az ionos kristályoknak bizonyos tulajdonságokat ad; általában olvadáspontjuk magas, és jó szigetelők. Kemények és törékenyek is.

A legtöbb fém legkülső héjában nagyon kevés vegyértékű elektron van; a fémeknek is vannak szabad elektronpályái, amelyek éppen a legmagasabb energiaszint alatt vannak, ami az üres héjak némi átfedését eredményezi. Emiatt a fémek elektronjai hajlamosak szabadon barangolni az energiaszintek között, és nem tartoznak teljesen egyetlen atomhoz sem; ezt gyakran "elektron-tengernek" nevezik. A fémes kötés az atomok és az elektronok közötti vonzerő ebben a "tengerben".

Míg az ionos kristályok váltják a pozitív töltéseket a negatív töltésekkel, addig a fémes kristályok azonos töltésű atomokat tartalmaznak, elektrontenger veszi körül. Mivel ezek az elektronok szabadon mozoghatnak a kristályszerkezetben, a fémek jó vezetők villamos energia és hő. Ezenkívül ez az elektronok mozgásszabadsága teszi lehetővé a fémek képlékeny és képlékeny: Mivel a kötés minden irányban azonos, az atomok anélkül csúszhatnak el egymás mellett törés.

A már felsorolt ​​tulajdonságokon kívül az ionos kristályok általában vízben és más ionos folyadékokban oldódnak fel. A fémes kristályok vízben nem oldódnak. A fémes kristályok általában fényesek és fényvisszaverőek is, míg az ionos kristályok inkább sószerűek.