Inhoud
Gedefinieerd als elke substantie met een geordend, geometrisch, herhalend patroon, kunnen kristallen er uniform uitzien qua make-up en eigenschappen, ongeacht hun componenten. Hoewel metaalachtige en ionische kristallen sommige overeenkomsten vertonen, zijn er ook duidelijke verschillen tussen hen.
Ionische binding
Ionische binding treedt op wanneer elementen valentie-elektronen winnen of verliezen om stabieler te worden. Elementen zoals natrium verliezen meestal een elektron, wat resulteert in een positief geladen atoom, terwijl elementen zoals chloor meestal een elektron krijgen waardoor het atoom negatief geladen kan worden. Deze atomen vormen gemakkelijk een verbinding vanwege de sterke elektrische aantrekking.
Ionische kristallen
Fotolia.com "> ••• fleur de sel, wit zeezoutkristal, witte achtergrondafbeelding door Oliver Mohr van Fotolia.comIonische kristallen vormen zich meestal tussen elementen uit Groep 1 en 2 in combinatie met elementen uit Groep 16 en 17 op de periodieke kaart. Binding is tussen de positieve en negatieve ladingen van individuele atomen met de resulterende kristallen bestaande uit positieve en negatieve ionen gerangschikt in een afwisselend patroon van ladingen. Deze opstelling geeft ionische kristallen bepaalde eigenschappen; in het algemeen hebben ze de neiging om hoge smeltpunten te hebben en zijn ze goede isolatoren. Ze zijn ook hard en bros.
Metallische binding
De meeste metalen hebben zeer weinig valentie-elektronen in hun buitenste schil; metalen bezitten ook lege elektronenorbitalen net onder hun hoogste energieniveaus, hetgeen resulteert in enige overlapping van lege schalen. Vanwege dit hebben de elektronen van metalen de neiging om vrij rond te lopen tussen de energieniveaus en behoren ze niet volledig tot één atoom; dit wordt vaak een 'zee van elektronen' genoemd. Metaalbinding is de aantrekkingskracht tussen atomen en elektronen in deze 'zee'.
Metallische kristallen
Fotolia.com "> ••• Getekende afbeelding door Ewe Degiampietro van Fotolia.comTerwijl ionische kristallen positieve ladingen afwisselen met negatieve ladingen, bevatten metalen kristallen atomen met dezelfde lading omringd door een zee van elektronen. Omdat deze elektronen vrij kunnen bewegen binnen de kristalstructuur, zijn metalen goede geleiders van elektriciteit en warmte. Bovendien zorgt de bewegingsvrijheid van de elektronen ervoor dat metalen zowel vervormbaar als ductiel zijn: aangezien de binding in alle richtingen hetzelfde is, kunnen de atomen langs elkaar schuiven zonder te breken.
Overige eigenschappen
Naast de reeds genoemde eigenschappen lossen ionische kristallen meestal op in water en andere ionische vloeistoffen. Metaalkristallen zijn onoplosbaar in water. Metalen kristallen hebben ook de neiging om glanzend en reflecterend te zijn, terwijl ionische kristallen er meer zoutachtig uitzien.