ของแข็งผลึกหกประเภท

ผลึกของแข็งประกอบด้วยรูปแบบสามมิติหรือโครงตาข่ายของโมเลกุล ไอออน หรืออะตอมที่เกิดซ้ำ อนุภาคเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเพิ่มพื้นที่ว่างให้มากที่สุด สร้างโครงสร้างที่แข็งและอัดแน่นแทบไม่ได้ ของแข็งผลึกมีสามประเภทหลัก: โมเลกุล ไอออนิก และอะตอม อย่างไรก็ตาม ของแข็งอะตอมมิกสามารถแยกแยะเพิ่มเติมได้โดยพิจารณาจากว่าเป็นกลุ่ม 8A, ของแข็งที่เป็นผลึกหรือผลึกของโลหะ (รวมเป็น 6 ชนิด)

ของแข็งผลึกโมเลกุลประกอบด้วยโมเลกุลซึ่งถูกยึดเข้าด้วยกันโดยแรงกระจัดกระจาย (หรือลอนดอน) ไดโพล-ไดโพล และแรงระหว่างอนุภาคพันธะไฮโดรเจน เหล่านี้เป็นแรงระหว่างโมเลกุลทั้งหมด ซึ่งอ่อนกว่าแรงในโมเลกุลอย่างมาก เช่น พันธะไอออนิก ของแข็งผลึกโมเลกุลค่อนข้างอ่อน ทำให้ตัวนำไฟฟ้าและความร้อนไม่ดี และมีจุดหลอมเหลวต่ำถึงปานกลาง ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ น้ำแข็ง (H20) และน้ำแข็งแห้ง (C02)

ของแข็งที่เป็นผลึกไอออนิก—ซึ่งประกอบด้วยไอออนบวกและประจุลบที่จับตัวกันโดยการดึงดูดของไอออน-ไอออน—มาในรูปแบบพื้นฐานสามแบบ: มีรูตรีโกณมิติ รูทรงสี่เหลี่ยมจตุรัส และรูแปดด้าน การจัดเรียงที่แตกต่างกันทั้งหมดเหล่านี้มักจะมีไอออนขนาดเล็กบรรจุอยู่ในรูและมีขนาดใหญ่กว่าซึ่งประกอบเป็นโครงสร้างหลัก ของแข็งผลึกไอออนิกเป็นที่รู้จักสำหรับจุดหลอมเหลวสูงและแข็งและเปราะ ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ โซเดียมคลอไรด์ (NaCl), แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) และแคลเซียมฟลูออไรด์ (CaF2)

ของแข็งผลึกของอะตอมประกอบด้วยอะตอมที่ยึดเข้าด้วยกันโดยการกระจายตัว ของแข็งเหล่านี้อ่อน ทำให้ตัวนำไฟฟ้าและความร้อนต่ำ และมีจุดหลอมเหลวต่ำ

ของแข็งผลึกกลุ่ม 8A เป็นของแข็งผลึกอะตอมหลากหลายชนิด ประกอบด้วยก๊าซมีตระกูลที่เฉื่อยและแข็งตัว [เช่น นีออน (Ne) อาร์กอน (Ar) ฮีเลียม (He) และเรดอน (Rn)] และสามารถเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิต่ำอย่างเหลือเชื่อ (ใกล้ศูนย์สัมบูรณ์) เท่านั้น

ของแข็งที่เป็นผลึกของเครือข่ายประกอบด้วยอะตอมที่ยึดเข้าด้วยกันโดยพันธะโควาเลนต์ มีความแข็งอย่างไม่น่าเชื่อ มีจุดหลอมเหลวสูง และเป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่ไม่ดี ผลึกของแข็งที่มีชื่อเสียงที่สุดบางชนิด โดยเฉพาะควอตซ์ (SiO2) และเพชร (C) อยู่ภายใต้การจัดหมวดหมู่ของเครือข่าย

ของแข็งที่เป็นผลึกของโลหะมีลักษณะเป็นอะตอมที่ยึดเข้าด้วยกันโดยพันธะโลหะซึ่งเป็นลักษณะแม่เหล็กไฟฟ้า พันธะเหล่านี้ทำให้โครงสร้างผลึกของโลหะมีคุณสมบัติที่โดดเด่นในการเป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่เหนียว ยืดหยุ่นได้ และแข็งแรง จุดหลอมเหลวและความแข็งของผลึกโลหะสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ต่ำไปจนถึงสูงมาก และตั้งแต่อ่อนไปจนถึงแข็ง ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่ สังกะสี (Zn) และเหล็ก (Fe)