Atšķirība starp jonu un metāliskajām cietvielām

Galvenā atšķirība starp jonu un metāliskajām cietvielām ir tā: jonu cietās vielas satur katjonus un anjonus, savukārt metāliskās cietās vielas satur metāla atomus un brīvos elektronus.

Gan jonu, gan metāliskās cietvielas ir cietā stāvoklī. Bet tie atšķiras viens no otra gan pēc sastāva, gan pēc īpašībām.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir jonu cietās vielas
3. Kas ir metāla cietās vielas
4. Blakus salīdzinājums - jonu un metālisko cietvielu tabulu formā
5. Kopsavilkums

Kas ir jonu cietās vielas?

Jonu cietvielas ir ķīmiski savienojumi, kas satur katjonus un anjonus. Šos jonus tur kopā elektrostatiskie spēki. Mēs šos spēkus saucam par jonu saitēm. Joni savstarpēji saistās tādā veidā, ka kopējais savienojums ir neitrāls (bez negatīva vai pozitīva lādiņa). Katjonu skaits, kas ieskauj anjonu, un otrādi, atkarībā no katjona un anjona lādiņa var atšķirties no viena cietā materiāla uz otru.

01. attēls. Jonu cietvielu stipra kristāliskā struktūra

Joni cietajā vielā var būt vienkārši joni, piemēram, nātrija joni un hlorīda joni (nātrija hlorīda jonu savienojumā vai sālī), vai arī var būt kompleksi joni, piemēram, poliaatomiskie joni, t.i., amonija joni. Šīs cietās vielas pastāv kā trīsdimensiju tīkli, un parasti tām ir kristāliska struktūra.

Turklāt jonu cietās vielas, kas satur ūdeņraža jonus, ir skābes, un tās, kas satur hidroksīda jonus, ir bāzes. Jonu cietās vielas, kas nesatur nevienu no šiem joniem, sauc par sāļiem. Sāls savienojumi veidojas no skābes bāzes reakcijām. Turklāt jonu cietās vielas var veidoties arī iztvaikošanas laikā (noņemot šķīdinātāju joni kristalizējas cietā stāvoklī), nokrišņiem, cietvielu reakcijām utt..

Parasti jonu cietām vielām ir ļoti augsta kušanas un viršanas temperatūra, jo tām ir spēcīga 3D tīkla struktūra, kuru ir ļoti grūti sadalīt. Šīs cietās vielas arī parasti ir cietas un trauslas. Turklāt šīs jonu cietās vielas ir elektriski izolējošas, bet, kad tās izkausē vai izšķīst, tās kļūst ļoti vadītspējīgas, jo joni izdalās.

Kas ir metāla cietās vielas?

Cietās metāliskās vielas ir cietie savienojumi, kas satur metālu atomus un elektronus ap tiem. Metāli ir labi piemēroti metālisku cietvielu piemēri. Šo cietvielu metāla atomi tiek turēti kopā, izmantojot metāliskās saites. Metāla atomi pastāv kā katjoni, kuriem ir pozitīvs elektriskais lādiņš, un šie atomi ir iegremdēti elektronu jūrā. Katoni veidošanās laikā šie elektroni nāk no metāla atomiem.

02. Attēls. Gallija metāls cietā stāvoklī

Tas nozīmē, ka metāla atomi veido katjonus, atbrīvojot valences elektronus, un šie elektroni notiek ap metāla jonu delokalizētā stāvoklī, un šie elektroni izraisa metāla atomu turēšanu kopā.

Kāda ir atšķirība starp jonu un metāliskajām cietvielām?

Gan jonu, gan metāliskās cietās vielas ir cietā stāvoklī, taču tās atšķiras viens no otra pēc sastāva un īpašībām. Galvenā atšķirība starp jonu un metāliskajām cietvielām ir tā, ka jonu cietās vielas galvenokārt satur katjonus un anjonus, turpretī metāliskās cietās vielas satur metāla atomus un brīvos elektronus.

Turklāt jonu cietvielām ir elektrostatiski pievilkšanās spēki starp katjoniem un anjoniem, bet metāliskajām cietvielām ir metāliskas saites. Apsverot īpašības, jonu cietās vielas ir cietas un trauslas, bet metāla cietās vielas ir cietas, kaļamas un kaļamas.

Zemāk esošajā infografikā ir apkopota atšķirība starp jonu un metāliskajām cietvielām.

Kopsavilkums - jonu un metāliskās cietās vielas

Gan jonu, gan metāliskās cietās vielas ir cietā stāvoklī, taču to sastāvs atšķiras viens no otra, kā rezultātā ir arī atšķirīgas īpašības. Galvenā atšķirība starp jonu un metāliskajām cietvielām ir tā, ka jonu cietās vielas galvenokārt satur katjonus un anjonus, savukārt metāliskās cietās vielas satur metāla atomus un brīvos elektronus. Bez tam jonu cietvielām ir elektrostatiski pievilkšanās spēki starp katjoniem un anjoniem, bet metāliskās cietās daļās ir metāla saites.

Atsauce:

1. “jonu cietās vielas”. Ķīmija LibreTexts, Libretexts, 2019. gada 5. jūnijs, pieejams šeit.

Attēla pieklājība:

1. “Gallija kristāli” Autors: lietotājs: foobar - Savs darbs (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia
2. “Kālija hlorīds-3D-jonu” Autors: Benjah-bmm27 - Savs darbs (Public Domain), izmantojot Commons Wikimedia