Quais são as propriedades dos cristais iônicos?

Um cristal é o estado sólido da matéria contendo um arranjo interno de átomos, moléculas ou íons que é regular, repetido e arranjado geometricamente. Os cristais podem ser agrupados pela forma geométrica de seu arranjo interno ou por suas características físicas e químicas ou propriedades. Os cristais iônicos são uma das quatro categorias principais de cristais quando agrupados com base em suas propriedades físicas e químicas.

Os íons são átomos que carregam uma carga positiva ou negativa. As forças eletrostáticas entre os íons de carga oposta que constituem o cristal mantêm os átomos unidos. As forças de atração entre íons com cargas opostas são significativamente mais fortes do que aquelas entre átomos neutros e são responsáveis ​​pelas propriedades exibidas pelos cristais iônicos. O cloreto de sódio, mais comumente conhecido como sal de cozinha, é um exemplo de cristal iônico.

Os cristais iônicos são solúveis em água. Quando dissolvidos, os íons que compõem o cristal se dissociam, ou se separam, liberando-os para transportar carga elétrica através da solução. Cristais iônicos em estado fundido também conduzem bem a eletricidade. Como dissolver os cristais na água, derretê-los permite que os íons livres se movam para os pólos positivo e negativo.

A força das ligações entre os íons em cristais iônicos os torna bastante difíceis quando comparados a outros tipos de cristais. Apesar de sua dureza, os cristais iônicos são quebradiços. Sob pressão, os íons dentro do cristal que têm a mesma carga deslizam para o alinhamento. A repulsão eletrostática resultante entre íons semelhantes faz com que o cristal se divida.

Quando uma substância está em sua forma sólida, seus átomos estão tão fortemente ligados que permanecem em uma posição relativamente fixa. O aquecimento do sólido faz com que os átomos se movam e, embora permaneçam ligados uns aos outros, as ligações são mais soltas e o sólido se liquefaz. O aquecimento de um líquido faz com que suas partículas eventualmente superem as ligações que os mantêm unidos e o líquido vaporize. A temperatura na qual a pressão de vapor é grande o suficiente para causar a formação de bolhas dentro do líquido é chamada de ponto de ebulição da substância. Os sólidos cristalinos puros têm pontos de fusão e ebulição característicos, propriedades comumente usadas para identificá-los. Os cristais iônicos exibem altos pontos de fusão e ebulição em relação àqueles com ligações não iônicas mais fracas.

A entalpia de fusão é a quantidade de calor necessária para derreter uma quantidade específica, chamada de mol, de uma substância sólida, mantendo a pressão constante. A entalpia de vaporização é a quantidade de calor necessária para converter um mol de uma substância líquida em um estado gasoso, sob pressão constante. De acordo com Fred Senese, do Departamento de Química da Frostburg State University, essas propriedades são tipicamente 10 a 100 vezes maior para cristais iônicos quando comparados àqueles com ligações químicas mais fracas.