מהם המאפיינים של גבישים יוניים?

גביש הוא מצב מוצק של חומר המכיל סידור פנימי של אטומים, מולקולות או יונים שהוא קבוע, חוזר על עצמו ומסודר גיאומטרית. ניתן לקבץ גבישים לפי הצורה הגיאומטרית של הסידור הפנימי שלהם או לפי המאפיינים הפיזיים והכימיים שלהם, או תכונותיהם. גבישים יוניים הם אחת מארבע הקטגוריות העיקריות של גבישים כאשר מקבצים אותם על סמך התכונות הפיזיקליות והכימיות שלהם.

יונים הם אטומים הנושאים מטען חיובי או שלילי. הכוחות האלקטרוסטטיים בין היונים הטעונים הפוכים המרכיבים את הקריסטל מחזיקים את האטומים זה לזה. הכוחות האטרקטיביים בין יונים טעונים מנוגדים חזקים משמעותית מאלו שבין אטומים ניטרליים ומסבירים את התכונות המוצגות על ידי גבישים יוניים. נתרן כלורי, הידוע יותר בכינויו מלח שולחן, הוא דוגמה לקריסטל יוני.

גבישים יוניים מסיסים במים. כשהם מומסים, היונים המרכיבים את הגביש מתנתקים, או נפרדים, ומשחררים אותם לשאת מטען חשמלי דרך התמיסה. גבישים יוניים במצב מותך גם מוליכים חשמל היטב. כמו המסת הגבישים במים, התכה שלהם מאפשרת ליונים חופשיים לנוע לקטבים חיוביים ושליליים.

עוצמת הקשרים בין היונים בגבישים יוניים מקשה עליהם למדי בהשוואה לסוגים אחרים של גבישים. למרות קשיותם, גבישים יוניים שבירים. בלחץ, יונים בתוך הגביש שיש להם מטען זהה גולשים ליישור. הדחייה האלקטרוסטטית שנוצרת בין יונים דומים גורמת לפיצול הגביש.

כאשר חומר נמצא בצורתו המוצקה, האטומים שלו קשורים כל כך חזק שהם נשארים במצב קבוע יחסית. חימום המוצק גורם לנוע באטומים ולמרות שהם נשארים קשורים זה לזה, ההתקשרויות רופפות יותר והנוזלים המוצקים. חימום נוזל גורם לחלקיקים שלו להתגבר בסופו של דבר על הקשרים המחזיקים אותם יחד והנוזל מתאדה. הטמפרטורה שבה לחץ האדים גדולים מספיק בכדי לגרום להיווצרות בועות בתוך הנוזל נקראת נקודת הרתיחה של החומר. למוצקים גבישיים טהורים יש נקודות התכה ורתיחה אופייניות, תכונות הנפוצות לזיהוים. גבישים יוניים מציגים נקודות התכה ורתיחה גבוהות ביחס לאלו עם קשרים חלשים ולא-יוניים.

אנלפיית ההיתוך היא כמות החום הנדרשת להמיסת כמות ספציפית, הנקראת שומה, של חומר מוצק תוך שמירה על לחץ קבוע. האנטלפיה של האידוי היא כמות החום הנדרשת להמרת שומה אחת של חומר נוזלי למצב גזי, בלחץ קבוע. על פי פרד סנזה מהמחלקה לכימיה באוניברסיטת פרוסטבורג סטייט, נכסים אלה הם בדרך כלל פי 10 עד 100 פעמים עבור גבישים יוניים בהשוואה לאלו עם קשרים כימיים חלשים יותר.