Ionska kristalna rešetka

Krute tvari postoje u kristaliničnom i amorfnom stanju i pretežno imaju kristalnu strukturu. Odlikuje se pravilnim smještajem čestica u precizno definiranim točkama, karakteriziranim periodičnom ponovljivosti u volumetrijskom, trodimenzionalni prostor.

Lokacije čestica nazivaju se rešetkastih mjesta. Unutar okvira djeluju međuslojne veze. Vrsta čestica i priroda veze između njih: molekule, atomi, ioni - određuju tip kristalne rešetke. Ukupno se razlikuju četiri vrste: ionske, atomske, molekularne i metalne.

Ako na mjestima rešetke postoje ioni (čestice s negativnim ili pozitivnim nabojem), onda je to ionska kristalna rešetka, koju karakteriziraju iste veze.

Ove veze su vrlo jake i stabilne. Stoga tvari koje imaju ovu vrstu strukture imaju dovoljno visoku tvrdoću i gustoću, neizbrisivu i vatrostalne. Na niskim temperaturama se manifestiraju kao dielektrici. Međutim, kod topljenja takvih spojeva, krši se geometrijski korektna ionska kristalna rešetka (ionski raspored), a veze čvrstoće se smanjuju.

Na temperaturi blizu točke taljenja, kristali s ionskom vezom već su sposobni provoditi električnu struju. Takvi spojevi su lako topljivi u vodi i drugim tekućinama, koji se sastoje od polarnih molekula.

Ionska kristalna rešetka je karakteristična za sve tvari s ionskim tipom vezivnih soli, metalnim hidroksidima, binarnim spojevima metala s ne-metalima. Ion vezivanje nema usmjerenosti u prostoru, jer je svaki ion povezan s nekoliko protuiona istovremeno, čija sila interakcije ovisi o udaljenosti između njih (Coulombov zakon). Ion vezani spojevi imaju ne-molekularnu strukturu, oni su krute tvari s ionskim rešetkama, visoke polarnosti, visoke točke taljenja i vrenja, te u vodenim otopinama koje su električki vodljive. Spojevi s ionskim vezama u čistom obliku praktički se ne pojavljuju.

Ionska kristalna rešetka je svojstvena nekim hidroksidima i oksidima tipičnih metala, soli, tj. tvari s ionskim kemijska veza.

Osim ionske veze u kristalima, postoji metalna, molekularna i kovalentna veza.

Kristali koji imaju kovalentnu vezu su poluvodiči ili dielektrici. Tipični primjeri atomskih kristala su dijamant, silikon i germanium.

Dijamant je mineralna, alotropna kubična modifikacija (oblik) ugljika. Kristalna rešetka dijamanta je atomska, vrlo složena. Na čvorovima takve rešetke su atomi, međusobno povezani izuzetno jakim kovalentnim vezama. Dijamant se sastoji od pojedinih ugljikovih atoma, koji se nalazi jedan u središtu tetraedra, čiji vrhovi su četiri najbliža atoma. Takvu rešetku karakterizira kubična jedinica stanica usmjerena na lice, koja određuje maksimalnu tvrdoću dijamanta i prilično visoku točku topljenja. Ne postoje molekule u dijamantskoj rešetki - a kristal se može smatrati jednom impresivnom molekulom.

Osim toga, atomska rešetka je karakterističan za silicij, čvrsti bor, germanium i spojeve pojedinih elemenata silicija i ugljika (silicijev dioksid, kvarc, tinjac, riječni pijesak, karborund). Općenito predstavnici kristalna tijela s atomskom rešetkom je relativno mala.