Ionski kristali
Svojstva
Definicija
Električna vodljivost
Kalavost
Omjer polumjera
Energija
veza između iona
svaki ion privlači suprotno nabijene ione u svim smjerovima, što za posljedicu ima nastajanje goleme kristalne strukture načinjene od mnogobrojnih kationa i aniona
ograničava kolićinu iona koji se može vezati jedni na druge
ćim je veći polumjer, to ih se više može vezati
svojstvo kristala da se lome smjerom određene plohe ako se na njih djeluje mehaničkom silom
Kad se vanjskom silom djeluje na kristal dolazi do međusobnog pomicanja čitavih slojeva u njemu, pri tome, istoimeni naboji se nađu jedan pored drugog, te dolazi do pucanja zbog odbojnih sila među tim istoimenim nabojima.
u čvrstom stanju ionski spojevi ne vode električnu struju jer u ionskom kristalu nema pokretljivih iona, ali taline ionskih spojeva dobro provode električnu struju
hidratacija
većina ionskih kristala je dobro topljiva u vodi i drugim polarnim otapalima
pri otapanju ioni se okružuju molekulama vode
hidratizirani ioni
takvi ioni označavaju se s (aq)
Topljivost
među povezanim ionima djeluje coulombove/elektrostatska privlačna sila
Karakterizira ih velika tvrdoća, visoka tališta i vrelišta
Atomi prelaze u ione gubitkom, odnosno primanjem određenog broja elektrona, koji ovisi o
broju valentnih elektorna u valentnoj ljusci atoma koji se međusobno povezuju.
Atom lakše daje elektron drugom atomu što je manja energija ionizacije, a atom koji prima elektron to ga lakše prima što ima veći elektronski afinitet.
detaljnije
Prilikom njihova otapanja u vodi oni disociraju na ione. Ioni s površine kristala ostvaruju interakcije s molekulama vode, a veći broj takvih interakcija može nadjačati elektrostatsko privlačenje suprotno nabijenih iona u kristalu, te se zbog toga ti hidratizirani ioni mogu izdvojiti iz kristala. Prema tome, vodene otopine ionskih kristala također dobro vode električnu struju.
Kristali
Kristal tvar koja daje uglavnom oštru difrakcijsku sliku. Prema zastarjeloj definiciji kristal je čvrsto tijelo u kojem se određeni prostorni raspored atoma, iona ili molekula, odnosno čestica periodički ponavlja u tri dimenzije. Najmanja jedinica kristala koja se periodički ponavlja, a sadrži najmanji mogući broj strukturnih jedinica naziva se jedinična ćelija. Jedinična ćelija pomaknuta u tri dimenzije u prostoru za udaljenost koja je jednaka dimenziji jedinične ćelije daje prostornu rešetku.
Tipovi kristala
Vrsta kristalne strukture neke elementarne tvari ili kemijskog spoja ovisi o privlačnim silama između strukturnih jedinica, stehiometrijskom sastavu i omjeru radijusa strukturnih jedinica koje izgrađuju kristalnu rešetku.
-
detaljnije
Ionska kristalna rešetka karaktrizirana je načinom na koji je kation okružen anionom ili obrnuto, međutim, kao centralni ion uglavnom se uzima kation. Razmještaj aniona oko kationa naziva se koordinacijom kationa, te u nju ulaze samo anioni koji ga dodirujutako da razmak među njima bude jednak ili približno jednak sumi radijusa kationa i aniona.
Broj aniona u koordinaciji naziva se koordinacijski broj (KB), a njihova pripadnost koordinaciji kationa određena je isključivo međusobnim razmakom i razmještajem iona.
Energija ionizacije
Ei je energija koju je potrebno dovesti ionu, odnosno atomu u plinovitom stanju da bi otpustio elektron
Elektronski afinitet
Afinitet prema elektronu je energija Ea koja se oslobađa ili koju je potrebno dovesti atomu ili ionu da u plinovitom stanju primi elektron
Energija ionske veze
Atomi se međusobno vežu zbog toga što im ionska veza omogućuje da postignu niže energijsko stanje. Tijekom kemijskog procesa njihova vezanja dolazi do promjene energije ∆E, te ukoliko novonastali susutav ima manju energiju od početnog, ta promjena energije ∆E je negativna i proces se odvija spontano.
Jakost elektrostatske privlačne sile između iona određena je Coulombovim zakonom:
F =k(Q1Q2)/r^2
Gdje je:
F – privlačna sila
Q1, Q2 – naboji iona
r – zbroj ionskih polumjera;
k – konstanta
Jakost ionske veze
što su ioni većih naboja i manjih polumjera, to je ionska veza jača
ovisi o naboju iona i o udaljenosti između iona
naboj iona ima veći utjecaj od udaljenosti