Solidi molecolari e ionici

I solidi molecolari sono un tipo di solidi cristallini che hanno molecole o atomi come particelle costituenti, e sono tenuti insieme da forze intermolecolari non ioniche come i legami idrogeno, le forze di dispersione, o le interazioni dipolo-dipolo. L'interazione di queste forze intermolecolari, determina le proprietà dei solidi molecolari. Nel complesso, questi solidi tendono a esser morbidi, con punti di fusione bassi, e hanno una bassa conduttività termica ed elettrica.

Solidi molecolari non polari o netti non polari, come l'azoto solido o il ghiaccio secco, sono principalmente tenuti insieme da deboli forze di dispersione. Tali solidi hanno punti di fusione molto bassi e sublimano facilmente. I solidi molecolari polari come il ghiaccio e l'anidride solforosa solida mostrano legami idrogeno e interazioni dipolo-dipolo.

Tali solidi hanno punti di fusione relativamente più elevati ed esistono come solidi morbidi o liquidi volatili a temperatura e pressione standard. Un altro esempio di come l'entità delle forze intermolecolari influenzi le proprietà dei solidi molecolari è illustrato dallo iodio solido. La maggiore forza di alcune forze intermolecolari fra molecole più grandi si riflette nelle proprietà dello iodio.

Sebbene siano entrambi solidi non polari, il punto di fusione dello iodio è sostanzialmente superiore a quello dell'azoto solido. I solidi ionici sono solidi cristallini con specie o ioni carichi elettricamente come particelle costituenti, tenute insieme da forti forze elettrostatiche. Per esempio, il cloruro di sodio è un solido ionico composto da cationi di sodio e anioni cloruro.

L'imballaggio di solidi ionici massimizza l'interazione fra ioni caricati in modo opposto e minimizza l'interazione fra ioni della stessa carica. Questo è spesso visualizzato come un insieme di ioni su punti reticolari e di ioni opposti che occupano alcuni, o tutti, gli spazi fra di loro, o i siti interstiziali. A causa delle forti interazioni coulombiche, i solidi ionici hanno temperature di fusione elevate.

Le interazioni ioniche diventano tipicamente più forti con un aumento della carica o una diminuzione della dimensione degli ioni. Per esempio, il cloruro di cesio fonde a 645°C e il cloruro di sodio fonde a 801°C, il che può essere attribuito al catione di sodio più piccolo che consente un assemblaggio più stretto. L'ossido di calcio, che ha cariche ioniche più elevate, fonde a 2572°C.