Кристалл - это твердое состояние вещества, содержащее внутреннее расположение атомов, молекул или ионов, которое является правильным, повторяющимся и геометрически расположенным. Кристаллы можно сгруппировать по геометрической форме их внутреннего расположения или по их физическим и химическим характеристикам или свойствам. Ионные кристаллы являются одной из четырех основных категорий кристаллов, если их группировать по их физическим и химическим свойствам.
Прочность сцепления
Ионы - это атомы, которые несут положительный или отрицательный заряд. Электростатические силы между противоположно заряженными ионами, составляющими кристалл, удерживают атомы вместе. Силы притяжения между противоположно заряженными ионами значительно сильнее, чем между нейтральными атомами, и объясняют свойства ионных кристаллов. Хлорид натрия, более известный как поваренная соль, является примером ионного кристалла.
Электрическая проводимость
Ионные кристаллы растворимы в воде. При растворении ионы, составляющие кристалл, диссоциируют или разделяются, освобождая их для переноса электрического заряда через раствор. Ионные кристаллы в расплавленном состоянии также хорошо проводят электричество. Подобно растворению кристаллов в воде, их плавление позволяет свободным ионам перемещаться к положительным и отрицательным полюсам.
Твердость
Прочность связей между ионами в ионных кристаллах делает их довольно жесткими по сравнению с другими типами кристаллов. Несмотря на свою твердость, ионные кристаллы хрупкие. Под давлением ионы внутри кристалла с одинаковым зарядом выравниваются. Возникающее в результате электростатическое отталкивание между подобными ионами вызывает раскол кристалла.
Плавление и кипячение
Когда вещество находится в твердой форме, его атомы настолько прочно связаны, что остаются в относительно фиксированном положении. Нагревание твердого тела заставляет атомы двигаться, и, хотя они остаются связанными друг с другом, связи ослабляются, и твердое тело становится жидким. Нагревание жидкости приводит к тому, что ее частицы в конечном итоге преодолевают связи, удерживающие их вместе, и жидкость испаряется. Температура, при которой давление пара достаточно велико, чтобы вызвать образование пузырьков в жидкости, называется точкой кипения вещества. Чистые кристаллические твердые вещества имеют характерные точки плавления и кипения, свойства, обычно используемые для их идентификации. Ионные кристаллы имеют более высокие температуры плавления и кипения по сравнению с кристаллами с более слабыми неионными связями.
Энтальпии
Энтальпия плавления - это количество тепла, необходимое для плавления определенного количества, называемого моль, твердого вещества при поддержании постоянного давления. Энтальпия испарения - это количество тепла, необходимое для преобразования одного моля жидкого вещества в газообразное состояние при постоянном давлении. По словам Фреда Сенезе с химического факультета Фростбургского государственного университета, эти свойства обычно в 10-100 раз больше для ионных кристаллов по сравнению с кристаллами с более слабыми химическими связями.