Primerjava med kovinskimi in ionskimi kristali

Kristali, opredeljeni kot katera koli snov z urejenim, geometrijskim, ponavljajočim se vzorcem, se lahko zdijo enaki po ličenju in lastnostih, ne glede na njihove sestavne dele. Medtem ko imajo kovinski in ionski kristali nekaj podobnosti, pa tudi med njimi obstajajo določene razlike.

Jonska vez se pojavi, ko elementi pridobijo ali izgubijo valenčne elektrone, da postanejo bolj stabilni. Elementi, kot je natrij, običajno izgubijo elektron, kar povzroči pozitivno nabit atom, medtem ko elementi, kot je klor, običajno pridobijo elektron, ki omogoča, da atom postane negativno nabit. Ti atomi zlahka tvorijo spojino zaradi močne električne privlačnosti.

Ionski kristali običajno nastanejo med elementi iz skupin 1 in 2, če jih kombiniramo z elementi iz skupin 16 in 17 na periodičnem grafikonu. Vezava je med pozitivnimi in negativnimi naboji posameznih atomov, pri čemer nastali kristali, sestavljeni iz pozitivnih in negativnih ionov, razporejeni v izmeničnem vzorcu nabojev. Ta razporeditev daje ionskim kristalom določene lastnosti; na splošno imajo ponavadi visoka tališča in so dobri izolatorji. So tudi trdi in krhki.

Večina kovin ima v svojih najbolj zunanjih lupinah zelo malo valentnih elektronov; kovine imajo tudi prazne elektronske orbitale tik pod najvišjimi nivoji energije, kar povzroči nekaj prekrivanja praznih lupin. Zaradi tega kovinski elektroni ponavadi prosto potujejo med nivoji energije in ne pripadajo popolnoma nobenemu atomu; to se pogosto imenuje "morje elektronov". Kovinska vez je privlačnost med atomi in elektroni v tem "morju".

Medtem ko ionski kristali izmenjujejo pozitivne naboje z negativnimi, kovinski kristali vsebujejo atome z enakim nabojem, obdani z morjem elektronov. Ker se ti elektroni prosto gibljejo znotraj kristalne strukture, kovine so dobri vodniki električne energije in toplote. Poleg tega prav ta svoboda gibanja elektronov omogoča, da so kovine tako voljne kot tudi nodularni: Ker je veza v vseh smereh enaka, lahko atomi drsijo drug mimo drugega lomljenje.

Poleg že naštetih lastnosti se ionski kristali običajno raztopijo v vodi in drugih ionskih tekočinah. Kovinski kristali v vodi niso topni. Kovinski kristali so prav tako sijoči in odsevni, medtem ko so ionski kristali bolj podobni soli.