Belangrijk verschil - Ionische versus moleculaire vaste stoffen
Vaste stoffen zijn verbindingen die in vaste toestand voorkomen bij een bepaalde temperatuur en druk. Vaste toestand betekent dat de atomen, moleculen of ionen in die stof dicht op elkaar zijn gepakt, waardoor de beweging van die chemische soorten wordt vermeden (in tegenstelling tot vloeistoffen of gassen). Er zijn twee hoofdtypen vaste stoffen; ionische vaste stoffen en moleculaire vaste stoffen. Ionische verbindingen bevatten ionen die bij elkaar worden gehouden via ionische chemische bindingen. Ionische bindingen zijn elektrostatische aantrekkingskrachten tussen tegengesteld geladen ionen. Moleculaire vaste stoffen zijn vaste stoffen die afzonderlijke moleculen bevatten die bij elkaar worden gehouden via Van der Waal-krachten. Het belangrijkste verschil tussen ionische vaste stoffen en moleculaire vaste stoffen is dat ionische vaste stoffen ionische chemische bindingen bevatten, terwijl moleculaire vaste stoffen Van der Waal-krachten bevatten.
Wat zijn ionische vaste stoffen?
Ionische vaste stoffen zijn vaste verbindingen die zijn samengesteld uit tegengesteld geladen ionen die bij elkaar worden gehouden door elektrostatische aantrekkingen. De ionen zijn positief geladen ionen die kationen zijn en negatief geladen ionen die anionen worden genoemd. De chemische binding tussen deze ionen staat bekend als een ionische binding. de totale lading van de ionische vaste stof is neutraal. Dat komt omdat de kationen omgeven zijn door anionen en vice versa.
Ionische vaste stoffen kunnen ofwel eenvoudige ionen bevatten zoals Na+ en Cl– of complexe ionen zoals ammoniumionen (NH 4+). Ionische vaste stoffen die H+-ionen bevatten, worden zure verbindingen genoemd omdat deze vaste stoffen H+-ionen afgeven wanneer ze in water worden opgelost (het verlaagt de pH van de waterige medium). Ionische vaste stoffen die OH–-ionen bevatten, worden basische verbindingen genoemd omdat ze OH–-ionen afgeven (het verhoogt de pH).
Ionische vaste stoffen hebben typisch hoge smeltpunten en kookpunten. Deze vaste stoffen zijn hard en broos. Wanneer ionische vaste stoffen worden gesmolten, wordt het zeer geleidend omdat de gesmolten vorm van ionische verbindingen ionen bevat die elektriciteit kunnen geleiden. Ionische vaste stoffen kunnen worden gevormd via verschillende processen zoals verdamping, precipitatie, bevriezing, enz.
Figuur 01: Vorming van een ionische binding
Normaal gesproken hebben ionische vaste stoffen regelmatige kristallijne structuren. Daar zijn de ionen zo dicht opeengepakt dat de roosterenergie geminimaliseerd wordt. Roosterenergie is de hoeveelheid energie die nodig is om een rooster te vormen uit volledig gescheiden ionen.
Wat zijn moleculaire vaste stoffen?
Een moleculaire vaste stof is een soort vaste stof waarin moleculen bij elkaar worden gehouden door van der Waals-krachten in plaats van door ionische of covalente bindingen. Een moleculaire vaste stof bevat discrete moleculen. De van der Waal-krachten die deze moleculen met elkaar binden zijn zwakker dan covalente of ionische bindingen. De moleculen die in deze moleculaire vaste stoffen aanwezig zijn, kunnen monoatomisch, diatomisch of zelfs polyatomisch zijn.
Omdat de intermoleculaire krachten in de moleculaire vaste stoffen erg zwak zijn, hebben deze vaste verbindingen lagere smeltpunten (vaak is het minder dan 300◦C). en ook deze moleculaire vaste stoffen zijn relatief zacht en hebben lagere dichtheden. Er kunnen echter ook waterstofbruggen, dipool-dipool-interacties, Londense krachten, enz. zijn (in plaats van Van der Waal-krachten).
Van der Waal-krachten kunnen worden waargenomen tussen niet-polaire moleculen. dipool-dipool interacties kunnen worden waargenomen in polaire moleculen. waterstofbruggen zijn aanwezig tussen moleculen die functionele groepen bevatten zoals O-H, N-H en F-H.
Figuur 02: Een diagram dat kooldioxidemoleculen in vaste vorm toont
De zwakke Van der Waal-krachten tussen de moleculen in moleculaire vaste stoffen bepalen de eigenschappen van de vaste stof. Sommige van deze eigenschappen omvatten lage smelt- en kookpunten, lage mechanische sterkte, lage elektrische geleidbaarheid, lage thermische geleidbaarheid, enz.
Wat is het verschil tussen ionische en moleculaire vaste stoffen?
Ionische versus moleculaire vaste stoffen |
|
| Ionische vaste stoffen zijn vaste verbindingen die zijn samengesteld uit tegengesteld geladen ionen die bij elkaar worden gehouden door elektrostatische aantrekkingen. | Een moleculaire vaste stof is een soort vaste stof waarin moleculen bij elkaar worden gehouden door van der Waals-krachten in plaats van door ionische of covalente bindingen. |
| Chemische bindingen | |
| Ionische vaste stoffen hebben ionische bindingen. | Moleculaire vaste stoffen hebben voornamelijk Van der Waal-krachten, en er kunnen ook waterstofbruggen, dipool-dipool-interacties, Londense krachten, enz. zijn. |
| Bandsterkte | |
| Ionische vaste stoffen hebben sterke bindingen. | Moleculaire vaste stoffen hebben zwakke bindingen. |
| Componenten | |
| Ionische vaste stoffen hebben kationen en anionen. | Moleculaire vaste stoffen hebben polaire of niet-polaire moleculen. |
| Smelt- en kookpunten | |
| Ionische vaste stoffen hebben hoge smelt- en kookpunten. | Moleculaire vaste stoffen hebben een laag smelt- en kookpunt. |
| Dichtheid | |
| De dichtheid van ionische vaste stoffen is erg hoog. | De dichtheid van moleculaire vaste stoffen is erg laag. |
| Natuur | |
| Ionische vaste stoffen zijn hard en broos. | Moleculaire vaste stoffen zijn relatief zacht. |
Samenvatting – Ionische versus moleculaire vaste stoffen
Ionische vaste stoffen zijn vaste verbindingen gemaakt van kationen en anionen. Er zijn elektrostatische aantrekkingskrachten tussen deze tegengesteld geladen ionen. Moleculaire vaste stoffen hebben moleculen met intermoleculaire krachten ertussen. Het zijn zwakke chemische interacties. Het verschil tussen ionische vaste stoffen en moleculaire vaste stoffen is dat ionische vaste stoffen ionische chemische bindingen bevatten, terwijl moleculaire vaste stoffen Van der Waal-krachten bevatten.
