Sammenligning mellom metalliske og ioniske krystaller

Definert som ethvert stoff med et ordnet, geometrisk, gjentatt mønster, kan krystaller synes å være ensartede i sminke og egenskaper uavhengig av komponentene. Mens metalliske og ioniske krystaller deler noen likheter, er det også klare forskjeller mellom dem.

Jonisk binding skjer når elementer enten får eller mister valenselektroner for å bli mer stabile. Elementer som natrium vil vanligvis miste et elektron, noe som resulterer i et positivt ladet atom, mens elementer som klor vanligvis får et elektron som lar atomet bli negativt ladet. Disse atomene danner lett en forbindelse på grunn av den sterke elektriske tiltrekningen.

Ioniske krystaller dannes vanligvis mellom elementer fra gruppe 1 og 2 når de kombineres med elementer fra gruppe 16 og 17 på det periodiske diagrammet. Binding er mellom de positive og negative ladningene til individuelle atomer med de resulterende krystallene som består av positive og negative ioner arrangert i et alternerende mønster av ladninger. Dette arrangementet gir ioniske krystaller visse egenskaper; generelt har de en tendens til å ha høye smeltepunkter og er gode isolatorer. De er også harde og sprø.

De fleste metaller har svært få valenselektroner i deres ytterste skall; metaller har også ledige elektronorbitaler like under sitt høyeste energinivå, noe som resulterer i noe overlapping av ledige skall. På grunn av dette, har elektronene av metaller en tendens til å streife fritt mellom energinivåene og tilhører ikke totalt ett atom; dette blir ofte referert til som et "hav av elektroner." Metallbinding er tiltrekningen mellom atomer og elektroner i dette "havet".

Mens ioniske krystaller veksler positive ladninger med negative ladninger, inneholder metallkrystaller atomer med samme ladning omgitt av et hav av elektroner. Siden disse elektronene er frie til å bevege seg innenfor krystallstrukturen, metaller er gode ledere av strøm og varme. I tillegg er det elektronenes bevegelsesfrihet som gjør at metaller kan være både smidige og duktilt: Siden bindingen er den samme i alle retninger, kan atomene gli forbi hverandre uten bryte.

I tillegg til egenskapene som allerede er oppført, vil ioniske krystaller vanligvis oppløses i vann og andre ioniske væsker. Metallkrystaller er uoppløselige i vann. Metallkrystaller har også en tendens til å være blanke og reflekterende, mens ioniske krystaller har en tendens til å være mer saltlignende.