Fő különbség – ionos és molekuláris szilárd anyagok
A szilárd anyagok olyan vegyületek, amelyek adott hőmérsékleten és nyomáson szilárd állapotban léteznek. A szilárd halmazállapotú azt jelenti, hogy az adott anyag atomjai, molekulái vagy ionjai szorosan egymásra vannak csomagolva, elkerülve a kémiai anyagok mozgását (ellentétben a folyadékokkal vagy gázokkal). A szilárd anyagoknak két fő típusa van; ionos szilárd anyagok és molekuláris szilárd anyagok. Az ionos vegyületek ionokat tartalmaznak, amelyeket ionos kémiai kötések tartanak össze. Az ionos kötések elektrosztatikus vonzási erők az ellentétes töltésű ionok között. A molekuláris szilárd anyagok olyan szilárd anyagok, amelyek különálló molekulákat tartalmaznak, amelyeket Van der Waal erők tartanak össze. A legfontosabb különbség az ionos szilárd anyagok és a molekuláris szilárd anyagok között az, hogy az ionos szilárd anyagok ionos kémiai kötéseket tartalmaznak, míg a molekuláris szilárd anyagok Van der Waal erőket tartalmaznak.
Mik azok az ionos szilárd anyagok?
Az ionos szilárd anyagok szilárd vegyületek, amelyek ellentétes töltésű ionokból állnak, amelyeket elektrosztatikus vonzás tart össze. Az ionok pozitív töltésű ionok, amelyek kationok, és negatív töltésű ionok, amelyeket anionoknak nevezünk. Az ezen ionok közötti kémiai kötést ionos kötésnek nevezik. az ionos szilárd anyag teljes töltése semleges. Ez azért van így, mert a kationokat anionok veszik körül, és fordítva.
Az ionos szilárd anyagok vagy egyszerű ionokat, például Na+ és Cl– vagy összetett ionokat, például ammóniumiont (NH) tartalmazhatnak 4+). A H+ ionokat tartalmazó ionos szilárd anyagokat savas vegyületeknek nevezik, mivel ezek a szilárd anyagok vízben oldva H+ ionokat szabadítanak fel (ez csökkenti a vizes közeg pH-ját közepes). Az OH– ionokat tartalmazó ionos szilárd anyagokat bázikus vegyületeknek nevezzük, mivel ezek OH– ionokat szabadítanak fel (ez növeli a pH-t).
Az ionos szilárd anyagok jellemzően magas olvadásponttal és forrásponttal rendelkeznek. Ezek a szilárd anyagok kemények és törékenyek. Amikor az ionos szilárd anyagokat megolvasztják, erősen vezetőképessé válik, mivel az ionos vegyületek olvadt formája olyan ionokat tartalmaz, amelyek képesek vezetni az elektromosságot. Ionos szilárd anyagok képződhetnek különböző folyamatokkal, mint például párolgás, kicsapás, fagyasztás stb.
01. ábra: Ionos kötés kialakulása
Az ionos szilárd anyagok jellemzően szabályos kristályos szerkezetűek. Ott az ionok szorosan össze vannak csomagolva oly módon, hogy a rács energiája minimális legyen. A rácsenergia az az energiamennyiség, amely a teljesen elkülönült ionokból rács kialakításához szükséges.
Mik azok a molekuláris szilárd anyagok?
A molekuláris szilárd anyag olyan szilárd anyag, amelyben a molekulákat nem ionos vagy kovalens kötések, hanem van der Waals erők tartják össze. A molekuláris szilárd anyagok különálló molekulákat tartalmaznak. A van der Waal-erők, amelyek ezeket a molekulákat egymáshoz kötik, gyengébbek, mint a kovalens vagy ionos kötések. Az ezekben a molekuláris szilárd anyagokban jelenlévő molekulák lehetnek egyatomosak, kétatomosak vagy akár többatomosak is.
Mivel a molekuláris szilárd anyagokban az intermolekuláris erők nagyon gyengék, ezeknek a szilárd vegyületeknek alacsonyabb az olvadáspontja (gyakran 300 ◦C alatt van). és ezek a molekuláris szilárd anyagok viszonylag lágyak és kisebb sűrűségűek. Lehetnek azonban hidrogénkötések, dipól-dipól kölcsönhatások, londoni erők stb. is (a Van der Waal erők helyett).
Van der Waal erők figyelhetők meg a nempoláris molekulák között. dipól-dipól kölcsönhatások figyelhetők meg poláris molekulákban. hidrogénkötések vannak jelen olyan molekulák között, amelyek funkciós csoportokat tartalmaznak, például O-H, N-H és F-H.
02. ábra: Szilárd formában lévő szén-dioxid-molekulákat bemutató diagram
A molekuláris szilárd anyagok molekulái közötti gyenge Van der Waal erők meghatározzák a szilárd anyag tulajdonságait. Ezen tulajdonságok némelyike közé tartozik az alacsony olvadás- és forráspont, az alacsony mechanikai szilárdság, az alacsony elektromos vezetőképesség, az alacsony hővezetőképesség stb.
Mi a különbség az ionos és a molekuláris szilárd anyagok között?
Ionos kontra molekuláris szilárd anyagok |
|
| Az ionos szilárd anyagok ellentétes töltésű ionokból álló szilárd vegyületek, amelyeket elektrosztatikus vonzás tart össze. | A molekuláris szilárd anyag olyan szilárd anyag, amelyben a molekulákat nem ionos vagy kovalens kötések, hanem van der Waals erők tartják össze. |
| Kémiai kötések | |
| Az ionos szilárd anyagok ionos kötésekkel rendelkeznek. | A molekuláris szilárd anyagok főként Van der Waal erőkkel rendelkeznek, és lehetnek hidrogénkötések, dipól-dipól kölcsönhatások, londoni erők stb.. |
| Bond Strength | |
| Az ionos szilárd anyagok erős kötésekkel rendelkeznek. | A molekuláris szilárd anyagok gyenge kötésekkel rendelkeznek. |
| Összetevők | |
| Az ionos szilárd anyagok kationokat és anionokat tartalmaznak. | A molekuláris szilárd anyagoknak poláris vagy nem poláris molekulái vannak. |
| Olvadás- és forráspontok | |
| Az ionos szilárd anyagok magas olvadáspontú és forráspontúak. | A molekuláris szilárd anyagok alacsony olvadáspontú és forráspontúak. |
| Sűrűség | |
| Az ionos szilárd anyagok sűrűsége nagyon magas. | A molekuláris szilárd anyagok sűrűsége nagyon alacsony. |
| Természet | |
| Az ionos szilárd anyagok kemények és törékenyek. | A molekuláris szilárd anyagok viszonylag lágyak. |
Összefoglaló – Ionos kontra molekuláris szilárd anyagok
Az ionos szilárd anyagok kationokból és anionokból álló szilárd vegyületek. Ezen ellentétes töltésű ionok között elektrosztatikus vonzási erők lépnek fel. A molekuláris szilárd anyagoknak olyan molekulái vannak, amelyek között intermolekuláris erők hatnak. Ezek gyenge kémiai kölcsönhatások. Az ionos szilárd anyagok és a molekuláris szilárd anyagok közötti különbség az, hogy az ionos szilárd anyagok ionos kémiai kötéseket tartalmaznak, míg a molekuláris szilárd anyagok Van der Waal erőket tartalmaznak.
