Kryształy jonowe, molekularne i kowalencyjne

1.Kryształ

Ciało stałe o uporządkowanej, powtarzalnej budowie przestrzennej. Cząstki tworzą w nim regularną sieć krystaliczną, co wpływa na właściwości fizyczne substancji.

2.Sieć krystaliczna

Regularne, przestrzenne rozmieszczenie cząstek w krysztale. W zależności od rodzaju substancji w węzłach sieci mogą znajdować się jony, atomy albo cząsteczki.

3.Kryształ jonowy

Kryształ zbudowany z kationów i anionów połączonych oddziaływaniami elektrostatycznymi. Zwykle jest twardy, kruchy, ma wysoką temperaturę topnienia i przewodzi prąd po stopieniu lub w roztworze wodnym.

4.Kryształ molekularny

Kryształ zbudowany z obojętnych cząsteczek. Cząsteczki są utrzymywane przez oddziaływania międzycząsteczkowe, np. siły van der Waalsa lub wiązania wodorowe, dlatego takie kryształy zwykle mają niższe temperatury topnienia.

5.Kryształ kowalencyjny

Kryształ, w którym atomy są połączone wiązaniami kowalencyjnymi w rozległą sieć przestrzenną. Zwykle cechuje się bardzo dużą twardością i wysoką temperaturą topnienia.

6.Oddziaływania elektrostatyczne

Przyciąganie między jonami o przeciwnych ładunkach. To one utrzymują strukturę kryształów jonowych i odpowiadają za ich dużą trwałość.

7.Siły van der Waalsa

Słabe oddziaływania między cząsteczkami. Są istotne w kryształach molekularnych i powodują, że takie substancje są zwykle miękkie i łatwiej topią się niż kryształy jonowe czy kowalencyjne.

8.Wiązanie wodorowe

Silniejsze od wielu innych oddziaływań międzycząsteczkowych przyciąganie występujące m.in. między cząsteczkami zawierającymi atom wodoru połączony z silnie elektroujemnym atomem. Może wzmacniać kryształy molekularne.

9.Przewodnictwo elektryczne kryształów jonowych

Kryształy jonowe nie przewodzą prądu w stanie stałym, bo jony są unieruchomione w sieci. Przewodzą natomiast po stopieniu lub po rozpuszczeniu w wodzie, gdy jony mogą się poruszać.

10.Kruchość kryształów jonowych

Po przesunięciu warstw w sieci jonowej obok siebie mogą znaleźć się jony o takim samym ładunku, które się odpychają. Powoduje to pękanie kryształu.

11.Diament

Odmiana alotropowa węgla o krysztale kowalencyjnym. Każdy atom węgla jest połączony z innymi atomami w rozległą sieć, co daje bardzo dużą twardość i bardzo wysoką temperaturę topnienia.

12.Grafit

Odmiana alotropowa węgla o budowie warstwowej. W obrębie warstw występują silne wiązania, a między warstwami słabsze oddziaływania, dlatego grafit jest miękki i przewodzi prąd elektryczny.

13.Jod jako kryształ molekularny

Jod w stanie stałym tworzy kryształ molekularny z cząsteczek $I_2$. Między cząsteczkami działają słabe oddziaływania, dlatego nie jest tak twardy ani trwały jak kryształy jonowe czy kowalencyjne.

14.Chlorek sodu

Typowy przykład kryształu jonowego. Jego sieć zbudowana jest z jonów $Na^+$ i $Cl^-$, a właściwości wynikają z silnych oddziaływań elektrostatycznych między jonami.

15.Temperatura topnienia a budowa kryształu

Im silniejsze oddziaływania lub wiązania utrzymują sieć krystaliczną, tym wyższa zwykle temperatura topnienia. Dlatego kryształy jonowe i kowalencyjne topią się trudniej niż wiele kryształów molekularnych.

16.Allotropia węgla

Występowanie tego samego pierwiastka w różnych odmianach różniących się budową i właściwościami. Przykładami są diament i grafit, które mają inne typy uporządkowania atomów węgla.