Nøgleforskel – ioniske vs molekylære faste stoffer
Faststoffer er forbindelser, der eksisterer i fast tilstand ved en given temperatur og tryk. Fast tilstand betyder, at atomerne, molekylerne eller ionerne i det pågældende stof er tæt pakket, hvilket undgår bevægelse af disse kemiske arter (i modsætning til væsker eller gasser). Der er to hovedtyper af faste stoffer; ioniske faste stoffer og molekylære faste stoffer. Ioniske forbindelser indeholder ioner, der holdes sammen via ioniske kemiske bindinger. Ionbindinger er elektrostatiske tiltrækningskræfter mellem modsat ladede ioner. Molekylære faste stoffer er faste stoffer, der indeholder diskrete molekyler, der holdes sammen via Van der Waal-kræfter. Den vigtigste forskel mellem ioniske faste stoffer og molekylære faste stoffer er, at ioniske faste stoffer indeholder ioniske kemiske bindinger, mens molekylært faststof indeholder Van der Waal-kræfter.
Hvad er ioniske faste stoffer?
Ioniske faste stoffer er faste forbindelser sammensat af modsat ladede ioner, der holdes sammen af elektrostatiske tiltrækninger. Ionerne er positivt ladede ioner, der er kationer, og negativt ladede ioner, som kaldes anioner. Den kemiske binding mellem disse ioner er kendt som en ionbinding. den samlede ladning af det ioniske faststof er neutral. Det er fordi kationerne er omgivet af anioner og omvendt.
Ioniske faste stoffer kan enten indeholde simple ioner såsom Na+ og Cl– eller komplekse ioner såsom ammoniumion (NH) 4+). Ioniske faste stoffer, der indeholder H+-ioner betegnes som sure forbindelser, fordi disse faste stoffer frigiver H+-ioner, når de opløses i vand (det reducerer pH-værdien af det vandige medium). Ioniske faste stoffer indeholdende OH– ioner betegnes som basiske forbindelser, fordi de frigiver OH– ioner (det øger pH).
Ioniske faste stoffer har typisk høje smeltepunkter og kogepunkter. Disse faste stoffer er hårde og sprøde. Når ioniske faste stoffer smeltes, bliver det stærkt ledende, fordi den smeltede form af ioniske forbindelser indeholder ioner, der kan lede elektricitet. Ioniske faste stoffer kan dannes via forskellige processer såsom fordampning, udfældning, frysning osv.
Figur 01: Dannelse af en ionisk binding
Ioniske faste stoffer har typisk regelmæssige krystallinske strukturer. Der er ionerne tæt pakket på en sådan måde, at gitterenergien minimeres. Gitterenergi er den mængde energi, der kræves for at danne et gitter ud fra fuldstændigt adskilte ioner.
Hvad er molekylære faste stoffer?
Et molekylært fast stof er en type fast stof, hvor molekyler holdes sammen af van der Waals-kræfter i stedet for af ioniske eller kovalente bindinger. Et molekylært fast stof indeholder adskilte molekyler. Van der Waal-kræfterne, der binder disse molekyler med hinanden, er svagere end kovalente eller ioniske bindinger. Molekylerne til stede i disse molekylære faste stoffer kan være monoatomiske, diatomiske eller endda polyatomiske.
Da de intermolekylære kræfter i de molekylære faststoffer er meget svage, har disse faste forbindelser lavere smeltepunkter (ofte er det mindre end 300◦C). og også disse molekylære faststoffer er relativt bløde og har lavere densiteter. Der kan dog også være hydrogenbindinger, dipol-dipol-interaktioner, London-kræfter osv. (i stedet for Van der Waal-kræfter).
Van der Waal-kræfter kan observeres mellem upolære molekyler. dipol-dipol-interaktioner kan observeres i polære molekyler. hydrogenbindinger er til stede mellem molekyler indeholdende funktionelle grupper såsom O-H, N-H og F-H.
Figur 02: Et diagram, der viser kuldioxidmolekyler i fast form
De svage Van der Waal-kræfter mellem molekylerne i molekylære faststoffer bestemmer faststoffets egenskaber. Nogle af disse egenskaber omfatter lave smelte- og kogepunkter, lav mekanisk styrke, lav elektrisk ledningsevne, lav termisk ledningsevne osv.
Hvad er forskellen mellem ioniske og molekylære faste stoffer?
Ioniske vs molekylære faste stoffer |
|
| Ioniske faste stoffer er faste forbindelser sammensat af modsat ladede ioner, der holdes sammen af elektrostatiske tiltrækninger. | Et molekylært fast stof er en type fast stof, hvor molekyler holdes sammen af van der Waals-kræfter i stedet for af ioniske eller kovalente bindinger. |
| Kemiske bindinger | |
| Ioniske faste stoffer har ionbindinger. | Molekylære faste stoffer har hovedsageligt Van der Waal-kræfter, og der kan også være hydrogenbindinger, dipol-dipol-interaktioner, London-kræfter osv. også. |
| Bond Strength | |
| Ioniske faste stoffer har stærke bindinger. | Molekylære faste stoffer har svage bindinger. |
| Komponenter | |
| Ioniske faste stoffer har kationer og anioner. | Molekylære faste stoffer har polære eller upolære molekyler. |
| Smelte- og kogepunkter | |
| Ioniske faste stoffer har høje smelte- og kogepunkter. | Molekylære faste stoffer har lave smelte- og kogepunkter. |
| Density | |
| Tætheden af ioniske faste stoffer er meget høj. | Tætheden af molekylære faste stoffer er meget lav. |
| Nature | |
| Ioniske faste stoffer er hårde og sprøde. | Molekylære faste stoffer er relativt bløde. |
Opsummering – Ioniske vs molekylære faste stoffer
Ioniske faste stoffer er faste forbindelser lavet af kationer og anioner. Der er elektrostatiske tiltrækningskræfter mellem disse modsat ladede ioner. Molekylære faste stoffer har molekyler, der har intermolekylære kræfter mellem dem. De er svage kemiske interaktioner. Forskellen mellem ioniske faste stoffer og molekylære faste stoffer er, at ioniske faste stoffer indeholder ioniske kemiske bindinger, mens molekylære faste stoffer indeholder Van der Waal-kræfter.
