Ключова разлика – йонни срещу молекулярни твърди вещества
Твърдите вещества са съединения, които съществуват в твърдо състояние при дадена температура и налягане. Твърдо състояние означава, че атомите, молекулите или йоните в това вещество са плътно опаковани, като се избягва движението на тези химически видове (за разлика от течностите или газовете). Има два основни вида твърди вещества; йонни твърди вещества и молекулярни твърди вещества. Йонните съединения съдържат йони, които се държат заедно чрез йонни химични връзки. Йонните връзки са електростатични сили на привличане между противоположно заредени йони. Молекулярните твърди вещества са твърди вещества, които съдържат отделни молекули, държани заедно чрез силите на Ван дер Ваал. Ключовата разлика между йонните твърди вещества и молекулярните твърди вещества е, че йонните твърди вещества съдържат йонни химични връзки, докато молекулярните твърди вещества съдържат сили на Ван дер Ваал.
Какво са йонни твърди вещества?
Йонните твърди вещества са твърди съединения, съставени от противоположно заредени йони, държани заедно чрез електростатично привличане. Йоните са положително заредени йони, които са катиони, и отрицателно заредени йони, които се наричат аниони. Химическата връзка между тези йони е известна като йонна връзка. общият заряд на йонното твърдо вещество е неутрален. Това е така, защото катионите са заобиколени от аниони и обратното.
Йонните твърди вещества могат да съдържат или прости йони като Na+ и Cl– или сложни йони като амониев йон (NH 4+). Йонните твърди вещества, съдържащи H+ йони, се наричат киселинни съединения, тъй като тези твърди вещества освобождават H+ йони, когато се разтварят във вода (това намалява рН на водната среден). Йонните твърди вещества, съдържащи OH– йони, се наричат основни съединения, защото освобождават OH– йони (повишава pH).
Йонните твърди вещества обикновено имат високи точки на топене и точки на кипене. Тези твърди вещества са твърди и крехки. Когато йонните твърди вещества се стопят, те стават силно проводими, тъй като разтопената форма на йонните съединения съдържа йони, които могат да провеждат електричество. Йонните твърди вещества могат да се образуват чрез различни процеси като изпарение, утаяване, замръзване и др.
Фигура 01: Образуване на йонна връзка
Обикновено йонните твърди вещества имат правилни кристални структури. Там йоните са плътно опаковани по такъв начин, че енергията на решетката да е сведена до минимум. Енергията на решетката е количеството енергия, необходимо за образуване на решетка от напълно разделени йони.
Какво са молекулярни твърди вещества?
Молекулярно твърдо вещество е вид твърдо вещество, в което молекулите се държат заедно от ван дер Ваалсови сили, а не от йонни или ковалентни връзки. Молекулярно твърдо вещество съдържа дискретни молекули. Силите на Ван дер Ваал, които свързват тези молекули една с друга, са по-слаби от ковалентните или йонните връзки. Молекулите, присъстващи в тези молекулни твърди вещества, могат да бъдат едноатомни, двуатомни или дори многоатомни.
Тъй като междумолекулните сили в молекулярните твърди вещества са много слаби, тези твърди съединения имат по-ниски точки на топене (често под 300◦C). и също така тези молекулни твърди вещества са относително меки и имат по-ниска плътност. Въпреки това може да има водородни връзки, дипол-диполни взаимодействия, сили на Лондон и т.н. (вместо сили на Ван дер Ваал).
Могат да се наблюдават сили на Ван дер Ваал между неполярни молекули. дипол-диполни взаимодействия могат да се наблюдават в полярни молекули. съществуват водородни връзки между молекули, съдържащи функционални групи като O-H, N-H и F-H.
Фигура 02: Диаграма, показваща молекули въглероден диоксид в твърда форма
Слабите сили на Ван дер Ваал между молекулите в молекулярните твърди вещества определят свойствата на твърдото вещество. Някои от тези свойства включват ниски точки на топене и кипене, ниска механична якост, ниска електрическа проводимост, ниска топлопроводимост и др.
Каква е разликата между йонни и молекулярни твърди вещества?
Йонни срещу молекулярни твърди вещества |
|
| Йонните твърди вещества са твърди съединения, съставени от противоположно заредени йони, държани заедно чрез електростатично привличане. | Молекулярно твърдо вещество е вид твърдо вещество, в което молекулите се държат заедно от ван дер Ваалсови сили, а не от йонни или ковалентни връзки. |
| Химически връзки | |
| Йонните твърди вещества имат йонни връзки. | Молекулните твърди тела имат главно сили на Ван дер Ваал и може да има водородни връзки, дипол-диполни взаимодействия, сили на Лондон и др. |
| Сила на връзката | |
| Йонните твърди вещества имат силни връзки. | Молекулните твърди вещества имат слаби връзки. |
| Компоненти | |
| Йонните твърди вещества имат катиони и аниони. | Молекулните твърди вещества имат полярни или неполярни молекули. |
| Точки на топене и кипене | |
| Йонните твърди вещества имат високи точки на топене и кипене. | Молекулните твърди вещества имат ниски точки на топене и кипене. |
| Плътност | |
| Плътността на йонните твърди вещества е много висока. | Плътността на молекулярните твърди вещества е много ниска. |
| Природа | |
| Йонните твърди вещества са твърди и крехки. | Молекулните твърди вещества са относително меки. |
Обобщение – Йонни срещу молекулярни твърди вещества
Йонните твърди вещества са твърди съединения, направени от катиони и аниони. Има електростатични сили на привличане между тези противоположно заредени йони. Молекулните твърди вещества имат молекули, които имат междумолекулни сили между тях. Те са слаби химични взаимодействия. Разликата между йонните твърди вещества и молекулярните твърди вещества е, че йонните твърди вещества съдържат йонни химични връзки, докато молекулярните твърди вещества съдържат сили на Ван дер Ваал.
