Kādas ir jonu kristālu īpašības?

Kristāls ir vielas ciets stāvoklis, kas satur regulāru, atkārtotu un ģeometriski izvietotu atomu, molekulu vai jonu iekšējo izvietojumu. Kristālus var sagrupēt pēc to iekšējā izvietojuma ģeometriskās formas vai pēc fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām vai īpašībām. Jonu kristāli ir viena no četrām galvenajām kristālu kategorijām, grupējot tos pēc to fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām.

Joni ir atomi, kuriem ir vai nu pozitīvs, vai negatīvs lādiņš. Elektrostatiskie spēki starp kristālu veidojošajiem pretēji lādētajiem joniem satur atomus kopā. Pievilcīgie spēki starp pretēji lādētiem joniem ir ievērojami spēcīgāki nekā starp neitrāliem atomiem, un tie izsaka jonu kristālu raksturīgās īpašības. Nātrija hlorīds, plašāk pazīstams kā galda sāls, ir jonu kristāla piemērs.

Jonu kristāli šķīst ūdenī. Izšķīdinot, kristālu veidojošie joni nošķiras vai atdalās, atbrīvojot tos elektriskā lādiņa pārvadāšanai caur šķīdumu. Arī jonu kristāli izkusušā stāvoklī labi vada elektrību. Tāpat kā kristālu izšķīdināšana ūdenī, to izkausēšana ļauj brīvajiem joniem pāriet uz pozitīvo un negatīvo polu.

Jonu stiprība starp jonu kristāliem padara tos diezgan cietus, salīdzinot ar citiem kristālu veidiem. Neskatoties uz cietību, jonu kristāli ir trausli. Zem spiediena kristāla joni, kuriem ir vienāds lādiņš, slīd vienā virzienā. Rezultātā elektrostatiskā atgrūšanās starp līdzīgiem joniem izraisa kristāla sašķelšanos.

Kad viela ir cietā formā, tās atomi ir tik cieši saistīti, ka paliek relatīvi fiksētā stāvoklī. Cietās vielas sildīšana izraisa atomu kustību, un, lai gan tie paliek saistīti viens ar otru, stiprinājumi ir brīvāki un cietie šķidrumi. Sildot šķidrumu, tā daļiņas galu galā pārvar saites, kas tās satur, un šķidrums iztvaiko. Temperatūru, kurā tvaika spiediens ir pietiekami liels, lai šķidrumā izraisītu burbuļu veidošanos, sauc par vielas viršanas temperatūru. Tīriem kristāliskiem cietajiem materiāliem ir raksturīgas kušanas un viršanas temperatūras, īpašības, kuras parasti izmanto to identificēšanai. Jonu kristāliem ir augsta kušanas un viršanas temperatūra salīdzinājumā ar tiem, kuriem ir vājākas nejonu saites.

Kodolsintēzes entalpija ir siltuma daudzums, kas vajadzīgs, lai izkausētu noteiktu cietās vielas daudzumu, ko sauc par molu, saglabājot nemainīgu spiedienu. Iztvaicēšanas entalpija ir siltuma daudzums, kas nepieciešams, lai vienu molu šķidras vielas pārvērstu gāzveida stāvoklī pastāvīgā spiedienā. Saskaņā ar Freda Senēzes no Frostburgas Valsts universitātes Ķīmijas katedras teikto, šīs īpašības ir jonu kristāliem parasti ir 10 līdz 100 reizes lielāks, salīdzinot ar tiem, kuriem ir vājākas ķīmiskās saites.