Молекулярные и ионные Твердые тела

Молекулярные твердые вещества это тип кристаллических твердых веществ, которые имеют молекулы или атомы в качестве составляющих частиц, удерживаемые вместе неионными межмолекулярными силами, такими как водородные связи, дисперсионные силы или диполь-дипольные взаимодействия. Величина этих межмолекулярных сил определяет свойства молекулярных твердых тел. В целом эти твердые вещества обычно мягкие, имеют низкие температуры плавления и низкую теплопроводность и электропроводность.

Неполярные или квазинеполярные молекулярные твердые вещества, такие как твердый азот или сухой лед, в основном удерживаются вместе за счет слабых дисперсионных сил. Такие твердые вещества имеют очень низкие температуры плавления и легко возгоняются. Полярные молекулярные твердые тела, такие как лед и твердый диоксид серы, образуют водородные связи и диполь-дипольные взаимодействия.

Такие твердые вещества имеют сравнительно более высокие температуры плавления и существуют в виде размягчённых твердых веществ или летучих жидкостей при стандартной температуре и давлении. Другой пример того, как величина межмолекулярных сил влияет на свойства молекулярных твердых тел, это твердый йод. Повышенная величина определенных межмолекулярных сил между более крупными молекулами отражается на свойствах йода.

Хотя оба они являются неполярными твердыми веществами, температура плавления йода значительно выше, чем у твердого азота. Ионные твердые тела это кристаллические твердые тела с электрически заряженными частицами или ионами в качестве составляющих частиц, удерживаемых вместе сильными электростатическими силами. Например, хлорид натрия это ионное твердое вещество, состоящее из катионов натрия и анионов хлорида.

Упаковка твердых ионных частиц максимизирует взаимодействие между противоположно заряженными ионами и минимизирует взаимодействие между ионами одинакового же заряда. Это часто визуализируется как один набор ионов в узлах решетки, а противостоящие ионы занимают часть или все пространства между ними или межузельные участки. Из-за сильных кулоновских взаимодействий ионные твердые тела имеют высокие температуры плавления.

Ионные взаимодействия обычно усиливаются с увеличением заряда или уменьшением размера иона. Например, хлорид цезия плавится при 645 градусах Цельсия, а хлорид натрия при 801 градусе Цельсия, что можно объяснить меньшим размером катиона натрия, обеспечивающим более плотную упаковку. Оксид кальция, который имеет более высокий ионный заряд, плавится при 2572 градусах Цельсия.