Het belangrijkste verschil tussen ionische en metallische vaste stoffen is dat de ionische vaste stoffen in wezen kationen en anionen bevatten, terwijl de metallische vaste stoffen metaalatomen en vrije elektronen bevatten.
Zowel ionische vaste stoffen als metallische vaste stoffen bevinden zich in vaste toestand. Maar ze verschillen zowel qua samenstelling als qua eigenschappen van elkaar.
Wat zijn ionische vaste stoffen?
Ionische vaste stoffen zijn chemische verbindingen die kationen en anionen bevatten. Deze ionen worden bij elkaar gehouden door elektrostatische krachten. We noemen deze krachten ionische bindingen. De ionen binden met elkaar op een manier dat de algehele verbinding neutraal is (geen negatieve of positieve lading). Hier kan het aantal kationen dat een anion omringt en vice versa van de ene vaste stof tot de andere verschillen, afhankelijk van de lading van kation en anion.
Figuur 01: Sterke kristallijne structuur van ionische vaste stoffen
De ionen in de vaste stof kunnen eenvoudige ionen zijn zoals natriumionen en chloride-ionen (in natriumchloride-ionische verbinding of zout), of er kunnen complexe ionen zijn zoals polyatomaire ionen, d.w.z. ammoniumionen. Deze vaste stoffen bestaan als driedimensionale netwerken en hebben meestal een kristallijne structuur.
Bovendien zijn de ionische vaste stoffen die waterstofionen bevatten zuren, en die die hydroxide-ionen bevatten, zijn basen. Ionische vaste stoffen die geen van deze ionen bevatten, worden zouten genoemd. Zoutverbindingen ontstaan uit zuur-base reacties. Bovendien kunnen ionische vaste stoffen zich ook vormen door verdamping (het verwijderen van het oplosmiddel zal de ionen kristalliseren tot een vaste stof), precipitatie, reacties in vaste toestand, enz.
Gewoonlijk hebben ionische vaste stoffen zeer hoge smelt- en kookpunten omdat ze een sterke 3D-netwerkstructuur hebben die erg moeilijk af te breken is. Deze vaste stoffen zijn ook typisch hard en bros. Bovendien zijn deze ionische vaste stoffen elektrisch isolerend, maar wanneer ze gesmolten of opgelost zijn, worden ze sterk geleidend omdat de ionen vrijkomen.
Wat zijn metalen vaste stoffen?
Metallische vaste stoffen zijn vaste verbindingen die metaalatomen en elektronen eromheen bevatten. Metalen zijn goede voorbeelden van metallische vaste stoffen. De metaalatomen van deze vaste stoffen worden bij elkaar gehouden via metaalbindingen. Metaalatomen bestaan als kationen met een positieve elektrische lading, en deze atomen zijn ondergedompeld in een zee van elektronen. Deze elektronen komen van de metaalatomen tijdens de vorming van kationen.
Figuur 02: Galliummetaal in vaste toestand
Dit betekent dat de metaalatomen kationen vormen door valentie-elektronen vrij te geven en deze elektronen komen in gedelokaliseerde toestand rond het metaalion voor, en deze elektronen zorgen ervoor dat de metaalatomen bij elkaar worden gehouden.
Wat is het verschil tussen ionische en metallische vaste stoffen?
Zowel ionische vaste stoffen als metallische vaste stoffen bevinden zich in de vaste toestand, maar ze verschillen van elkaar in samenstelling en eigenschappen. Het belangrijkste verschil tussen ionische en metallische vaste stoffen is dat ionische vaste stoffen in wezen kationen en anionen bevatten, terwijl metallische vaste stoffen metaalatomen en vrije elektronen bevatten.
Bovendien hebben de ionische vaste stoffen elektrostatische aantrekkingskrachten tussen kationen en anionen, terwijl de metallische vaste stoffen metallische bindingen hebben. Bij het beschouwen van de eigenschappen zijn ionische vaste stoffen hard en bros, terwijl metallische vaste stoffen hard, ductiel en kneedbaar zijn.
De onderstaande infographic vat het verschil tussen ionische en metallische vaste stoffen samen.
Samenvatting – Ionische versus metalen vaste stoffen
Zowel ionische vaste stoffen als metallische vaste stoffen bevinden zich in de vaste toestand, maar ze verschillen van elkaar in hun samenstelling, wat ook resulteert in hun verschillende eigenschappen. Het belangrijkste verschil tussen ionische en metallische vaste stoffen is dat ionische vaste stoffen in wezen kationen en anionen bevatten, terwijl metallische vaste stoffen metaalatomen en vrije elektronen bevatten. Bovendien hebben de ionische vaste stoffen elektrostatische aantrekkingskrachten tussen kationen en anionen, maar in metallische vaste stoffen zijn er metaalbindingen.
