อะไรคือคุณสมบัติของไอออนิกคริสตัล?

คริสตัลคือสถานะของแข็งของสสารที่มีการจัดเรียงตัวภายในของอะตอม โมเลกุล หรือไอออนที่มีการจัดเรียงแบบปกติ ซ้ำกัน และในเรขาคณิต คริสตัลสามารถจัดกลุ่มตามรูปทรงเรขาคณิตของการจัดเรียงภายในหรือตามลักษณะทางกายภาพและทางเคมีหรือคุณสมบัติ ผลึกไอออนิกเป็นหนึ่งในสี่ประเภทหลักของคริสตัลเมื่อจัดกลุ่มตามคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

ไอออนเป็นอะตอมที่มีประจุบวกหรือลบ แรงไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออนที่มีประจุตรงข้ามกันที่ประกอบเป็นผลึกจะจับอะตอมไว้ด้วยกัน แรงดึงดูดระหว่างไอออนที่มีประจุตรงข้ามกันจะแรงกว่าแรงระหว่างอะตอมที่เป็นกลางอย่างมาก และพิจารณาคุณสมบัติที่แสดงโดยผลึกไอออนิก โซเดียมคลอไรด์หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นเกลือแกงเป็นตัวอย่างของผลึกไอออนิก

ผลึกไอออนิกสามารถละลายได้ในน้ำ เมื่อละลาย ไอออนที่ประกอบเป็นผลึกจะแยกตัวหรือแยกตัวออกจากกัน ปล่อยประจุไฟฟ้าผ่านสารละลาย ผลึกไอออนิกในสถานะหลอมเหลวก็นำไฟฟ้าได้ดีเช่นกัน เช่นเดียวกับการละลายผลึกในน้ำ การละลายจะทำให้ไอออนอิสระเคลื่อนที่ไปยังขั้วบวกและขั้วลบ

ความแข็งแรงของพันธะระหว่างไอออนในผลึกไอออนิกทำให้แข็งมากเมื่อเทียบกับคริสตัลประเภทอื่น แม้จะมีความแข็ง แต่ผลึกไอออนิกก็เปราะ ภายใต้ความกดดัน ไอออนภายในคริสตัลที่มีประจุเท่ากันจะเลื่อนเข้าหาตำแหน่ง การผลักไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นระหว่างไอออนที่คล้ายคลึงกันทำให้คริสตัลแตกตัว

เมื่อสารอยู่ในรูปของแข็ง อะตอมของสารจะถูกจับอย่างแน่นหนาจนอยู่ในตำแหน่งที่ค่อนข้างคงที่ การให้ความร้อนแก่ของแข็งทำให้อะตอมเคลื่อนที่และแม้ว่าจะยังคงเกาะติดกัน แต่สิ่งที่แนบมาจะคลายตัวและกลายเป็นของเหลวที่เป็นของแข็ง การให้ความร้อนกับของเหลวจะทำให้อนุภาคของมันเอาชนะพันธะที่ยึดเข้าด้วยกันในที่สุดและของเหลวก็จะระเหยกลายเป็นไอ อุณหภูมิที่ความดันไอมีมากพอที่จะทำให้เกิดฟองภายในของเหลวเรียกว่าจุดเดือดของสาร ของแข็งที่เป็นผลึกบริสุทธิ์มีลักษณะเฉพาะของจุดหลอมเหลวและจุดเดือด ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่มักใช้ในการระบุ ผลึกไอออนิกมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงเมื่อเทียบกับผลึกที่มีพันธะที่ไม่ใช่ไอออนิกที่อ่อนแอกว่า

เอนทาลปีของการหลอมรวมคือปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการหลอมปริมาณเฉพาะที่เรียกว่าโมลของสารที่เป็นของแข็งโดยที่ยังคงความดันคงที่ เอนทาลปีของการกลายเป็นไอคือปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการแปลงสารของเหลวหนึ่งโมลให้อยู่ในสถานะก๊าซภายใต้ความดันคงที่ จากข้อมูลของ Fred Senese จากภาควิชาเคมีของ Frostburg State University คุณสมบัติเหล่านี้คือ โดยทั่วไปแล้วผลึกไอออนิกจะมากกว่า 10 ถึง 100 เท่าเมื่อเทียบกับคริสตัลที่มีพันธะเคมีที่อ่อนแอกว่า