A legfontosabb különbség az ionos és fémes szilárd anyagok között, hogy az ionos szilárd anyagok alapvetően kationokat és anionokat tartalmaznak, míg a fémes szilárd anyagok fématomokat és szabad elektronokat tartalmaznak.
Mind az ionos szilárd anyagok, mind a fémes szilárd anyagok szilárd halmazállapotúak. De összetételükben és tulajdonságaikban is különböznek egymástól.
Mik azok az ionos szilárd anyagok?
Az ionos szilárd anyagok kationokat és anionokat tartalmazó kémiai vegyületek. Ezeket az ionokat elektrosztatikus erők tartják össze. Ezeket az erőket ionos kötéseknek nevezzük. Az ionok úgy kötődnek egymáshoz, hogy a teljes vegyület semleges (nincs negatív vagy pozitív töltés). Itt az aniont körülvevő kationok száma és fordítva a kation és az anion töltésétől függően szilárd testenként eltérő lehet.
01. ábra: Ionos szilárd anyagok erős kristályos szerkezete
A szilárd anyagban lévő ionok lehetnek egyszerű ionok, például nátriumionok és kloridionok (a nátrium-klorid ionos vegyületében vagy sójában), vagy lehetnek összetett ionok, például többatomos ionok, azaz ammóniumionok. Ezek a szilárd anyagok háromdimenziós hálózatokként léteznek, és általában kristályos szerkezetűek.
Továbbá a hidrogénionokat tartalmazó ionos szilárd anyagok savak, a hidroxidionokat tartalmazók pedig bázisok. Az ilyen ionok egyikét sem tartalmazó ionos szilárd anyagokat sóknak nevezzük. A sóvegyületek sav-bázis reakciókból keletkeznek. Emellett ionos szilárd anyagok képződhetnek párolgásból (az oldószer eltávolításakor az ionok szilárd anyaggá kristályosodnak), kicsapódásból, szilárd halmazállapotú reakciókból stb.
Az ionos szilárd anyagok általában nagyon magas olvadáspontú és forráspontúak, mivel erős 3D-s hálózati szerkezetük van, amelyet nagyon nehéz lebontani. Ezek a szilárd anyagok is jellemzően kemények és törékenyek. Ezen túlmenően ezek az ionos szilárd anyagok elektromosan szigetelőek, de megolvadva vagy feloldva erősen vezetőképessé válnak, mivel az ionok felszabadulnak.
Mik azok a fémes szilárd anyagok?
A fémes szilárd anyagok szilárd vegyületek, amelyek körülöttük fématomokat és elektronokat tartalmaznak. A fémek jó példái a fémes szilárd anyagoknak. Ezen szilárd anyagok fématomjait fémes kötések tartják össze. A fématomok pozitív elektromos töltésű kationokként léteznek, és ezek az atomok elektrontengerbe merülnek. Ezek az elektronok a fématomokból származnak a kationok képződése során.
02. ábra: Gallium fém szilárd állapotban
Ez azt jelenti, hogy a fématomok vegyértékelektronok felszabadításával kationokat képeznek, és ezek az elektronok a fémion körül delokalizált állapotban fordulnak elő, és ezek az elektronok okozzák a fématomok összetartását.
Mi a különbség az ionos és fémes szilárd anyagok között?
Mind az ionos szilárd anyagok, mind a fémes szilárd anyagok szilárd halmazállapotúak, de összetételükben és tulajdonságaikban különböznek egymástól. A legfontosabb különbség az ionos és fémes szilárd anyagok között az, hogy az ionos szilárd anyagok alapvetően kationokat és anionokat tartalmaznak, míg a fémes szilárd anyagok fématomokat és szabad elektronokat tartalmaznak.
Sőt, az ionos szilárd anyagok elektrosztatikus vonzási erőkkel rendelkeznek a kationok és anionok között, míg a fémes szilárd anyagok fémes kötésekkel rendelkeznek. A tulajdonságokat figyelembe véve az ionos szilárd anyagok kemények és törékenyek, míg a fémes szilárd anyagok kemények, képlékenyek és képlékenyek.
Az alábbi infografika összefoglalja az ionos és fémes szilárd anyagok közötti különbséget.
Összefoglaló – Ionos kontra fémes szilárd anyagok
Mind az ionos szilárd anyagok, mind a fémes szilárd anyagok szilárd halmazállapotúak, de összetételükben különböznek egymástól, ami eltérő tulajdonságaikat is eredményezi. A legfontosabb különbség az ionos és fémes szilárd anyagok között az, hogy az ionos szilárd anyagok alapvetően kationokat és anionokat tartalmaznak, míg a fémes szilárd anyagok fématomokat és szabad elektronokat tartalmaznak. Ezenkívül az ionos szilárd anyagok elektrosztatikus vonzási erővel rendelkeznek a kationok és anionok között, de a fémes szilárd anyagokban fémes kötések vannak.
