Wat zijn de eigenschappen van ionische kristallen?

Een kristal is een vaste toestand van materie die een interne rangschikking van atomen, moleculen of ionen bevat die regelmatig, herhaald en geometrisch gerangschikt is. Kristallen kunnen worden gegroepeerd door de geometrische vorm van hun interne rangschikking of door hun fysieke en chemische kenmerken of eigenschappen. Ionische kristallen zijn een van de vier hoofdcategorieën van kristallen wanneer ze worden gegroepeerd op basis van hun fysieke en chemische eigenschappen.

Ionen zijn atomen die zowel een positieve als een negatieve lading dragen. De elektrostatische krachten tussen de tegengesteld geladen ionen waaruit het kristal bestaat, houden de atomen bij elkaar. De aantrekkingskrachten tussen tegengesteld geladen ionen zijn aanzienlijk sterker dan die tussen neutrale atomen en verklaren de eigenschappen van ionische kristallen. Natriumchloride, beter bekend als keukenzout, is een voorbeeld van een ionisch kristal.

Ionische kristallen zijn oplosbaar in water. Wanneer opgelost, dissociëren de ionen waaruit het kristal bestaat, of scheiden, waardoor ze vrijkomen om elektrische lading door de oplossing te dragen. Ionische kristallen in gesmolten toestand geleiden ook elektriciteit goed. Net als het oplossen van de kristallen in water, zorgt het smelten ervan ervoor dat vrije ionen naar positieve en negatieve polen kunnen gaan.

De sterkte van de bindingen tussen ionen in ionische kristallen maakt ze behoorlijk hard in vergelijking met andere soorten kristallen. Ondanks hun hardheid zijn ionische kristallen broos. Onder druk schuiven ionen in het kristal die dezelfde lading hebben in uitlijning. De resulterende elektrostatische afstoting tussen gelijke ionen zorgt ervoor dat het kristal splijt.

Wanneer een stof in vaste vorm is, zijn de atomen zo stevig gebonden dat ze in een relatief vaste positie blijven. Door de vaste stof te verwarmen, bewegen de atomen en hoewel ze aan elkaar gebonden blijven, zijn de aanhechtingen losser en wordt de vaste stof vloeibaar. Door een vloeistof te verwarmen, zullen de deeltjes uiteindelijk de bindingen overwinnen die ze bij elkaar houden en de vloeistof verdampt. De temperatuur waarbij de dampdruk groot genoeg is om belvorming in de vloeistof te veroorzaken, wordt het kookpunt van de stof genoemd. Zuivere kristallijne vaste stoffen hebben karakteristieke smelt- en kookpunten, eigenschappen die gewoonlijk worden gebruikt om ze te identificeren. Ionische kristallen vertonen hoge smelt- en kookpunten in vergelijking met die met zwakkere, niet-ionische bindingen.

De smeltenthalpie is de hoeveelheid warmte die nodig is om een ​​bepaalde hoeveelheid, een mol genaamd, van een vaste stof te smelten terwijl de druk constant wordt gehouden. De verdampingsenthalpie is de hoeveelheid warmte die nodig is om één mol van een vloeibare stof onder constante druk om te zetten in een gasvormige toestand. Volgens Fred Senese van de afdeling Scheikunde van de Frostburg State University zijn deze eigenschappen: typisch 10 tot 100 keer groter voor ionische kristallen in vergelijking met die met zwakkere chemische bindingen.