Ключевая разница - ионные и молекулярные твердые тела
Твердые вещества - это соединения, существующие в твердом состоянии при данной температуре и давлении. Твердое состояние означает, что атомы, молекулы или ионы в этом веществе плотно упакованы, избегая движения этих химических веществ (в отличие от жидкостей или газов). Есть два основных типа твердых веществ; ионные твердые тела и молекулярные твердые тела. Ионные соединения содержат ионы, которые удерживаются вместе посредством ионных химических связей. Ионные связи представляют собой силы электростатического притяжения между противоположно заряженными ионами. Молекулярные твердые тела - это твердые вещества, содержащие отдельные молекулы, удерживаемые вместе силами Ван-дер-Ваальса. Ключевое различие между ионными твердыми телами и молекулярными твердыми телами заключается в том, что ионные твердые тела содержат ионные химические связи, тогда как молекулярные твердые тела содержат силы Ван-дер-Ваальса.
Что такое ионные твердые тела?
Ионные твердые тела представляют собой твердые соединения, состоящие из противоположно заряженных ионов, удерживаемых вместе электростатическим притяжением. Ионы - это положительно заряженные ионы, которые являются катионами, и отрицательно заряженные ионы, которые называются анионами. Химическая связь между этими ионами известна как ионная связь. общий заряд ионного твердого вещества нейтрален. Это потому, что катионы окружены анионами и наоборот.
Ионные твердые вещества могут содержать либо простые ионы, такие как Na+ и Cl-, либо комплексные ионы, такие как ион аммония (NH 4+). Ионные твердые вещества, содержащие ионы H+, называются кислотными соединениями, потому что эти твердые вещества выделяют ионы H+ при растворении в воде (снижают pH водной среды). средний). Ионные твердые вещества, содержащие ионы OH-, называются основными соединениями, потому что они выделяют ионы OH- (увеличивают pH).
Ионные твердые вещества обычно имеют высокие температуры плавления и кипения. Эти твердые тела твердые и хрупкие. Когда ионные твердые вещества расплавляются, они становятся очень проводящими, потому что расплавленная форма ионных соединений содержит ионы, которые могут проводить электричество. Ионные твердые вещества могут образовываться в результате различных процессов, таких как испарение, осаждение, замораживание и т. д.
Рисунок 01: Формирование ионной связи
Как правило, ионные твердые тела имеют правильную кристаллическую структуру. Там ионы плотно упакованы таким образом, что энергия решетки минимальна. Энергия решетки - это количество энергии, необходимое для образования решетки из полностью разделенных ионов.
Что такое молекулярные тела?
Молекулярное твердое тело - это тип твердого тела, в котором молекулы удерживаются вместе силами Ван-дер-Ваальса, а не ионными или ковалентными связями. Молекулярное твердое тело содержит дискретные молекулы. Силы Ван-дер-Ваальса, связывающие эти молекулы друг с другом, слабее, чем ковалентные или ионные связи. Молекулы, присутствующие в этих молекулярных твердых телах, могут быть одноатомными, двухатомными или даже многоатомными.
Поскольку межмолекулярные силы в молекулярных твердых телах очень слабы, эти твердые соединения имеют более низкие температуры плавления (часто она меньше 300 ◦C). а также эти молекулярные твердые тела относительно мягкие и имеют более низкую плотность. Однако могут быть и водородные связи, диполь-дипольные взаимодействия, лондонские силы и т. д. (вместо сил Ван-дер-Ваальса).
Силы Ван-дер-Ваальса можно наблюдать между неполярными молекулами. диполь-дипольные взаимодействия можно наблюдать в полярных молекулах. водородные связи присутствуют между молекулами, содержащими функциональные группы, такие как OH, NH и F-H.
Рисунок 02: Диаграмма, показывающая молекулы углекислого газа в твердой форме
Слабые силы Ван-дер-Ваальса между молекулами в молекулярных твердых телах определяют свойства твердого тела. Некоторые из этих свойств включают низкие температуры плавления и кипения, низкую механическую прочность, низкую электропроводность, низкую теплопроводность и т. д.
В чем разница между ионными и молекулярными твердыми телами?
Ионные против молекулярных твердых тел |
|
| Ионные твердые вещества представляют собой твердые соединения, состоящие из противоположно заряженных ионов, удерживаемых вместе электростатическим притяжением. | Молекулярное твердое тело - это тип твердого тела, в котором молекулы удерживаются вместе силами Ван-дер-Ваальса, а не ионными или ковалентными связями. |
| Химические связи | |
| Ионные твердые тела имеют ионные связи. | Молекулярные твердые тела имеют в основном силы Ван-дер-Ваальса, а также могут быть водородные связи, диполь-дипольные взаимодействия, лондонские силы и т. д. |
| Сила связи | |
| Ионные твердые вещества имеют прочные связи. | Молекулярные твердые тела имеют слабые связи. |
| Компоненты | |
| Ионные твердые тела имеют катионы и анионы. | Молекулярные твердые тела имеют полярные или неполярные молекулы. |
| Температуры плавления и кипения | |
| Ионные твердые вещества имеют высокие температуры плавления и кипения. | Молекулярные твердые вещества имеют низкие температуры плавления и кипения. |
| Плотность | |
| Плотность ионных твердых тел очень высока. | Плотность молекулярных твердых тел очень мала. |
| Природа | |
| Ионные твердые тела твердые и хрупкие. | Молекулярные твердые вещества относительно мягкие. |
Резюме - Ионные и молекулярные твердые тела
Ионные твердые вещества представляют собой твердые соединения, состоящие из катионов и анионов. Между этими противоположно заряженными ионами существуют силы электростатического притяжения. Молекулярные твердые тела имеют молекулы, между которыми действуют межмолекулярные силы. Это слабые химические взаимодействия. Разница между ионными твердыми телами и молекулярными твердыми телами заключается в том, что ионные твердые тела содержат ионные химические связи, тогда как молекулярные твердые тела содержат силы Ван-дер-Ваальса.
