Jonična kristalna mreža

Čvrste snovi obstajajo v kristalnem in amorfnem stanju in imajo pretežno kristalno strukturo. Odlikuje ga pravilna lokacija delcev na natančno določenih točkah, za katero je značilna periodična ponovljivost v tridimenzionalnem prostoru. Če bomo te točke duševno povezali z ravnimi črtami, dobimo prostorski okvir, ki se imenuje kristalna mreža. Izraz "kristalna mreža" se nanaša na geometrično podobo, ki opisuje tridimenzionalno periodičnost pri razporejanju molekul (atomov, ionov) v kristalnem prostoru.

Lokacije delcev imenujemo rešetne strani. Znotraj okvira delujejo povezave med vozlišči. Vrsta delcev in narava povezave med njimi: molekule, atomi, ioni - določi vrsto kristalne rešetke. Skupaj so razločeni štirje tipi: ionski, atomski, molekularni in kovinski.

Če obstajajo ioni v rešetnih mestih (delci z negativnim ali pozitivnim nabojem), potem je to ionska kristalna mreža, za katero so značilne enake vezi.

Te povezave so zelo močne in stabilne. Zato imajo snovi s to vrsto strukture dovolj visoko trdoto in gostoto, nehlapne in neodzivne. Pri nizkih temperaturah se manifestirajo kot dielektriki. Vendar se pri taljenju takšnih spojin krši geometrično pravilna jonska kristalna mreža (razporeditev ionov) in zmanjšajo trdnostne vezi.

Pri temperaturi blizu tališča so kristali z ionsko vezjo že sposobni voditi električni tok. Takšne spojine so zlahka topne v vodi in drugih tekočinah, ki so sestavljene iz polarnih molekul.

Ionska kristalna mreža je značilna za vse snovi z ionsko vrsto vezi - kovinskih hidroksidov, binarnih spojin kovin z nekovinami. Ionska zveza nima orientacije v vesolju, saj je vsak ion povezan z več protoni naenkrat, sila interakcije pa je odvisna od razdalje med njimi (Coulombov zakon). Ionsko vezane spojine imajo nememekularno strukturo, so trdne snovi z ionskimi rešetkami, visoko polarnostjo, visokim tališčem in vreliščem, v vodnih raztopinah pa so električno prevodne. Spojine z ionskimi vezmi v čisti obliki praktično ne pridejo.

Ionska kristalna mreža je del nekaterih hidroksidov in oksidov tipičnih kovin, soli, t.j. Snovi z ionskimi kemijskimi obveznicami.

Poleg ionske vezi v kristalih obstaja kovinska, molekularna in kovalentna vez.

Kristali, ki imajo kovalentno vez, so polprevodniki ali dielektriki. Tipični primeri atomskih kristalov so diamant, silicij in germanij.

Diamond je mineralna, alotropna kubična modifikacija (oblika) ogljika. Kristalna mreža diamanta je atomska, zelo zapletena. Na vozlih takšne rešetke so atomi, ki so med seboj povezani z zelo močnimi kovalentnimi vezmi. Diamant je sestavljen iz posameznih ogljikovih atomov, ki se nahajajo v središču tetraedrona, katerih vogice so štirje najbližji atomi. Za takšno rešetko je značilna kockasta celična celica, osredotočena na obraz, ki določa največjo trdoto diamanta in precej visoko tališče. V diamantni rešetki ni molekul - kristal se lahko šteje za eno impresivno molekulo.

Poleg tega je atomska kristalna mreža neločljivo povezana s silicijem, trdnim borom, germanijem in spojinami posameznih elementov s silicijevim ogljikom (silicijev dioksid, kremen, sljuda, rečni pesek, karborundum). Na splošno so predstavniki kristalnih teles z atomsko mrežo relativno malo.