Tipi di legame nei cristalli

Gli atomi si legano durante le reazioni chimiche per provocare la formazione di cristalli. I cristalli sono definiti come uno stato solido della materia in cui gli atomi sono impacchettati insieme strettamente. La caratteristica distintiva dei cristalli è che la loro forma solida è simmetrica su tutti i lati. La forma geometrica specifica dei cristalli è chiamata reticolo cristallino. Quando gli elettroni degli atomi si combinano con gli atomi circostanti, si consuma un legame chimico e si formano i cristalli.

Quando si formano i cristalli ionici, gli elettroni saltano le loro orbite per legarsi al corrispondente atomo di supporto. La risultante combinazione di forze elettrostatiche caricate negativamente o positivamente stabilizza gli ioni. Il fisico Charles Augustin de Coulomb definì queste forze elettrostatiche, o forze coulombiane, sotto forma di legge. Secondo la legge di Coulomb, le forze attrattive formate tra gli atomi attirano gli atomi insieme e questa azione viene replicata negativamente a causa delle cariche simili tra gli stessi ioni. Ciò si traduce in un legame molto forte di atomi nei cristalli. Queste forze altamente intense attribuiscono a questi cristalli alti punti di fusione e strutture rigide.

Un legame covalente, come suggerisce il nome, è una struttura cristallina in cui gli elettroni non lasciano le loro orbite. Gli elettroni, invece, sono condivisi tra due atomi. Un elettrone condiviso in questo modo si lega ogni due atomi adiacenti. Gli atomi legati condividono inoltre un altro elettrone dagli atomi accanto a loro e così via. Il legame covalente tra gli atomi di una sostanza porta alla formazione di un cristallo geometrico.

Un legame di Van der Waals è un'interazione debole tra gli atomi di una sostanza, che si traduce in cristalli di consistenza morbida. L'orbita esterna degli atomi è completamente piena di elettroni condivisi, ma la loro carica continua a trasferirsi.

Un legame idrogeno si forma quando un atomo di idrogeno viene attratto verso i rispettivi elettroni degli atomi corrispondenti. Ciò interferisce con la formazione dei cristalli. Un atomo di idrogeno, dopo essere stato legato ad un altro atomo, viene attratto verso la carica negativa di una molecola vicina. Questo confina l'atomo di idrogeno tra due cariche negative. I legami idrogeno si trovano comunemente nei cristalli di ghiaccio, dove gli atomi di idrogeno sono strettamente impacchettati tra due atomi di ossigeno.

Nella formazione di cristalli metallici, tutti gli elettroni delle orbite atomiche si liberano dai loro percorsi. Questi si raggruppano e formano una nuvola. Questo intero ammasso è attratto dai centri caricati positivamente degli atomi. Questa attrazione tiene insieme gli atomi. Tutti i metalli formano cristalli di questo tipo. Poiché gli elettroni sono liberi di muoversi nel composto, i cristalli formati sono altamente conduttivi.