Kluczowa różnica między ciałami stałymi jonowymi i metalicznymi polega na tym, że ciała stałe jonowe zasadniczo zawierają kationy i aniony, podczas gdy ciała stałe metaliczne zawierają atomy metali i wolne elektrony.
Zarówno jonowe ciała stałe, jak i metaliczne ciała stałe są w stanie stałym. Ale różnią się od siebie składem i właściwościami.
Czym są jonowe ciała stałe?
Jonowe ciała stałe to związki chemiczne zawierające kationy i aniony. Jony te są utrzymywane razem przez siły elektrostatyczne. Siły te nazywamy wiązaniami jonowymi. Jony wiążą się ze sobą w taki sposób, że cały związek jest obojętny (brak ładunku ujemnego lub dodatniego). Tutaj liczba kationów otaczających anion i vice versa może się różnić w zależności od ładunku kationu i anionu.
Rysunek 01: Silna struktura krystaliczna jonowych ciał stałych
Jony w ciele stałym mogą być prostymi jonami, takimi jak jony sodu i jony chlorku (w związku jonowym chlorku sodu lub soli), lub mogą występować jony złożone, takie jak jony wieloatomowe, tj. jon amonowy. Te ciała stałe istnieją jako trójwymiarowe sieci i zwykle mają strukturę krystaliczną.
Ponadto jonowe ciała stałe zawierające jony wodorowe to kwasy, a te zawierające jony wodorotlenkowe to zasady. Jonowe ciała stałe nie zawierające żadnego z tych jonów są określane jako sole. Związki soli powstają w reakcjach kwasowo-zasadowych. Poza tym jonowe ciała stałe mogą również powstawać w wyniku parowania (usunięcie rozpuszczalnika spowoduje krystalizację jonów w ciało stałe), wytrącania, reakcji w stanie stałym itp.
Zwykle jonowe ciała stałe mają bardzo wysokie temperatury topnienia i wrzenia, ponieważ mają silną strukturę sieci 3D, która jest bardzo trudna do rozbicia. Te ciała stałe są również zazwyczaj twarde i kruche. Co więcej, te jonowe ciała stałe izolują elektrycznie, ale po stopieniu lub rozpuszczeniu stają się wysoce przewodzące, ponieważ jony są uwalniane.
Czym są bryły metaliczne?
Metaliczne ciała stałe to stałe związki zawierające wokół siebie atomy metali i elektrony. Metale są dobrymi przykładami metalicznych ciał stałych. Atomy metali tych ciał stałych są utrzymywane razem przez wiązania metaliczne. Atomy metali istnieją jako kationy o dodatnim ładunku elektrycznym, a atomy te zanurzone są w morzu elektronów. Elektrony te pochodzą z atomów metali podczas tworzenia kationów.
Rysunek 02: Metal galowy w stanie stałym
Oznacza to, że atomy metalu tworzą kationy poprzez uwalnianie elektronów walencyjnych, a elektrony te pojawiają się wokół jonu metalu w stanie zdelokalizowanym, a elektrony te powodują, że atomy metalu są utrzymywane razem.
Jaka jest różnica między ciałami stałymi jonowymi a metalicznymi?
Zarówno jonowe ciała stałe, jak i metaliczne ciała stałe są w stanie stałym, ale różnią się między sobą składem i właściwościami. Kluczowa różnica między ciałami stałymi jonowymi i metalicznymi polega na tym, że ciała stałe jonowe zasadniczo zawierają kationy i aniony, podczas gdy ciała stałe metaliczne zawierają atomy metali i wolne elektrony.
Co więcej, jonowe ciała stałe mają siły przyciągania elektrostatycznego między kationami i anionami, podczas gdy metaliczne ciała stałe mają wiązania metaliczne. Biorąc pod uwagę właściwości, jonowe ciała stałe są twarde i kruche, podczas gdy metaliczne ciała stałe są twarde, ciągliwe i plastyczne.
Poniższa infografika podsumowuje różnicę między ciałami stałymi jonowymi i metalicznymi.
Podsumowanie – jonowe i metaliczne bryły
Zarówno jonowe ciała stałe, jak i metaliczne ciała stałe są w stanie stałym, ale różnią się od siebie składem, co skutkuje również różnymi właściwościami. Kluczowa różnica między ciałami stałymi jonowymi i metalicznymi polega na tym, że ciała stałe jonowe zasadniczo zawierają kationy i aniony, podczas gdy ciała stałe metaliczne zawierają atomy metali i wolne elektrony. Poza tym jonowe ciała stałe mają siły przyciągania elektrostatycznego między kationami i anionami, ale w metalicznych ciałach stałych występują wiązania metaliczne.
