Jämförelse mellan metalliska och joniska kristaller

Definierat som alla ämnen med ett ordnat, geometriskt, upprepande mönster, kan kristaller verka vara enhetliga i smink och egenskaper oavsett deras komponenter. Även om metalliska och joniska kristaller delar vissa likheter, finns det också definitiva skillnader mellan dem.

Jonisk bindning uppstår när element antingen vinner eller förlorar valenselektroner för att bli mer stabila. Element som natrium förlorar vanligtvis en elektron, vilket resulterar i en positivt laddad atom, medan element som klor vanligtvis får en elektron som gör att atomen kan bli negativt laddad. Dessa atomer bildar lätt en förening på grund av den starka elektriska attraktionen.

Joniska kristaller bildas vanligtvis mellan element från grupp 1 och 2 när de kombineras med element från grupp 16 och 17 i det periodiska diagrammet. Bindning sker mellan de positiva och negativa laddningarna för enskilda atomer med de resulterande kristallerna som består av positiva och negativa joner anordnade i ett växlande laddningsmönster. Detta arrangemang ger joniska kristaller vissa egenskaper; i allmänhet tenderar de att ha höga smältpunkter och är bra isolatorer. De är också hårda och spröda.

De flesta metaller har mycket få valenselektroner i sina yttersta skal; metaller har också lediga elektronorbitaler strax under de högsta energinivåerna, vilket resulterar i viss överlappning av lediga skal. På grund av detta tenderar elektronerna av metaller att ströva fritt mellan energinivåerna och tillhör inte helt någon atom; detta kallas ofta ett "hav av elektroner." Metallbindning är attraktionen mellan atomer och elektroner i detta "hav".

Medan jonkristaller alternerar positiva laddningar med negativa laddningar, innehåller metallkristaller atomer med samma laddning omgiven av ett hav av elektroner. Eftersom dessa elektroner är fria att röra sig inom kristallstrukturen, metaller är bra ledare av el och värme. Dessutom är det elektronernas rörelsefrihet som gör att metaller kan vara både smidiga och duktil: Eftersom bindningen är densamma i alla riktningar, kan atomerna glida förbi varandra utan brytning.

Förutom de egenskaper som redan listats löses joniska kristaller vanligtvis upp i vatten och andra jonvätskor. Metallkristaller är olösliga i vatten. Metallkristaller tenderar också att vara glänsande och reflekterande, medan jonkristaller tenderar att vara mer saltliknande i utseende.