ความแตกต่างที่สำคัญ – อิออนกับของแข็งโมเลกุล
ของแข็งคือสารประกอบที่มีอยู่ในสถานะของแข็งที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนด สถานะของแข็ง หมายถึง อะตอม โมเลกุล หรือไอออนในสารนั้นถูกอัดแน่น เพื่อหลีกเลี่ยงการเคลื่อนที่ของสารเคมีเหล่านั้น (ไม่เหมือนในของเหลวหรือก๊าซ) สารที่เป็นของแข็งมีสองประเภทหลัก ของแข็งไอออนิกและของแข็งโมเลกุล สารประกอบไอออนิกประกอบด้วยไอออนที่ยึดเข้าด้วยกันผ่านพันธะเคมีไอออนิก พันธะไอออนิกเป็นแรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออนที่มีประจุตรงข้ามกัน ของแข็งโมเลกุลคือสสารที่เป็นของแข็งที่มีโมเลกุลที่ไม่ต่อเนื่องจับกันโดยใช้แรง Van der Waalความแตกต่างที่สำคัญระหว่างของแข็งไอออนิกและของแข็งโมเลกุลคือ ของแข็งไอออนิกมีพันธะเคมีไอออนิก ในขณะที่ของแข็งโมเลกุลมีแรงแวนเดอร์วาล
ของแข็งอิออนคืออะไร
ของแข็งไอออนิกเป็นสารประกอบที่เป็นของแข็งที่ประกอบด้วยไอออนที่มีประจุตรงข้ามจับกันด้วยแรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิต ไอออนเป็นไอออนที่มีประจุบวกที่เป็นไอออนบวกและไอออนที่มีประจุลบซึ่งเรียกว่าแอนไอออน พันธะเคมีระหว่างไอออนเหล่านี้เรียกว่าพันธะไอออนิก ประจุโดยรวมของของแข็งไอออนิกนั้นเป็นกลาง นั่นเป็นเพราะว่าไพเพอร์ถูกล้อมรอบด้วยแอนไอออนและในทางกลับกัน
ของแข็งไอออนิกสามารถประกอบด้วยไอออนอย่างง่าย เช่น Na+ และ Cl– หรือไอออนเชิงซ้อน เช่น แอมโมเนียมไอออน (NH 4+). ของแข็งไอออนิกที่มี H+ ไอออนถูกเรียกว่าเป็นสารประกอบที่เป็นกรดเพราะของแข็งเหล่านี้จะปล่อย H+ ไอออนเมื่อละลายในน้ำ (จะช่วยลด pH ของน้ำ ปานกลาง). ของแข็งไอออนิกที่มี OH– ไอออนถูกเรียกว่าเป็นสารประกอบพื้นฐานเนื่องจากปล่อย OH– ไอออน (ทำให้ pH เพิ่มขึ้น)
ของแข็งอิออนมักจะมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ของแข็งเหล่านี้แข็งและเปราะ เมื่อของแข็งไอออนิกละลาย จะกลายเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้สูง เนื่องจากสารประกอบไอออนิกในรูปแบบหลอมเหลวประกอบด้วยไอออนที่สามารถนำไฟฟ้าได้ ของแข็งไอออนิกสามารถเกิดขึ้นได้โดยใช้กระบวนการต่างๆ เช่น การระเหย การตกตะกอน การแช่แข็ง เป็นต้น
รูปที่ 01: การก่อตัวของพันธะไอออนิก
โดยปกติ ของแข็งไอออนิกจะมีโครงสร้างผลึกปกติ ที่นั่น ไอออนจะถูกอัดแน่นในลักษณะที่พลังงานขัดแตะลดลง พลังงานขัดแตะคือปริมาณพลังงานที่ต้องใช้ในการสร้างโครงตาข่ายจากไอออนที่แยกจากกันโดยสิ้นเชิง
ของแข็งโมเลกุลคืออะไร
โมเลกุลของแข็งเป็นของแข็งชนิดหนึ่งที่โมเลกุลถูกยึดเข้าด้วยกันโดยแรงแวนเดอร์วาลส์ แทนที่จะเป็นพันธะไอออนิกหรือโควาเลนต์ของแข็งโมเลกุลประกอบด้วยโมเลกุลที่ไม่ต่อเนื่อง แรง Van der Waal ที่จับโมเลกุลเหล่านี้เข้าด้วยกันนั้นอ่อนแอกว่าพันธะโควาเลนต์หรือไอออนิก โมเลกุลที่มีอยู่ในของแข็งโมเลกุลเหล่านี้อาจเป็นแบบโมโนอะตอมมิก ไดอะตอมมิก หรือแม้แต่โพลีอะตอมมิก
เนื่องจากแรงระหว่างโมเลกุลในของแข็งโมเลกุลนั้นอ่อนมาก สารประกอบที่เป็นของแข็งเหล่านี้จึงมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า (มักจะน้อยกว่า 300◦C) และของแข็งโมเลกุลเหล่านี้ค่อนข้างอ่อนและมีความหนาแน่นต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม อาจมีพันธะไฮโดรเจน ปฏิกิริยาไดโพลกับไดโพล แรงลอนดอน ฯลฯ เช่นกัน (แทนที่จะเป็นกองกำลังแวนเดอร์วาล)
แรง Van der Waal สามารถสังเกตได้ระหว่างโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว ปฏิกิริยาไดโพลกับไดโพลสามารถสังเกตได้ในโมเลกุลของขั้ว พันธะไฮโดรเจนมีอยู่ระหว่างโมเลกุลที่มีหมู่ฟังก์ชัน เช่น O-H, N-H และ F-H
รูปที่ 02: แผนภาพแสดงโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ในรูปของแข็ง
แรง Van der Waal ที่อ่อนแอระหว่างโมเลกุลในของแข็งโมเลกุลกำหนดคุณสมบัติของของแข็ง คุณสมบัติบางอย่างเหล่านี้รวมถึงจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ ความแข็งแรงเชิงกลต่ำ การนำไฟฟ้าต่ำ การนำความร้อนต่ำ ฯลฯ
ของแข็งอิออนและของแข็งโมเลกุลต่างกันอย่างไร
อิออนกับของแข็งโมเลกุล |
|
| ของแข็งไอออนิกเป็นสารประกอบของแข็งที่ประกอบด้วยไอออนที่มีประจุตรงข้ามจับกันด้วยแรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิต | ของแข็งโมเลกุลเป็นของแข็งประเภทหนึ่งที่โมเลกุลถูกยึดเข้าด้วยกันโดยแรงแวนเดอร์วาลส์ แทนที่จะเป็นพันธะไอออนิกหรือโควาเลนต์ |
| พันธะเคมี | |
| ของแข็งอิออนมีพันธะไอออนิก | ของแข็งโมเลกุลมีแรง Van der Waal เป็นหลัก และอาจมีพันธะไฮโดรเจน ปฏิกิริยาระหว่างไดโพลกับไดโพล แรงลอนดอน ฯลฯ เช่นกัน |
| ความเหนียวแน่น | |
| ของแข็งอิออนมีพันธะที่แข็งแกร่ง | ของแข็งโมเลกุลมีพันธะที่อ่อนแอ |
| ส่วนประกอบ | |
| ของแข็งอิออนมีไพเพอร์และแอนไอออน | ของแข็งโมเลกุลมีโมเลกุลมีขั้วหรือไม่มีขั้ว |
| จุดหลอมเหลวและจุดเดือด | |
| ของแข็งอิออนมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง | ของแข็งโมเลกุลมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ |
| ความหนาแน่น | |
| ความหนาแน่นของของแข็งไอออนิกสูงมาก | ความหนาแน่นของโมเลกุลของแข็งต่ำมาก |
| ธรรมชาติ | |
| ของแข็งอิออนนั้นแข็งและเปราะ | ของแข็งโมเลกุลค่อนข้างอ่อน |
สรุป – อิออนกับของแข็งโมเลกุล
ของแข็งไอออนิกเป็นสารประกอบของแข็งที่ทำจากไพเพอร์และแอนไอออน มีแรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออนที่มีประจุตรงข้ามกันเหล่านี้ ของแข็งโมเลกุลมีโมเลกุลที่มีแรงระหว่างโมเลกุลระหว่างกัน เป็นปฏิกิริยาทางเคมีที่อ่อนแอ ความแตกต่างระหว่างของแข็งไอออนิกและของแข็งระดับโมเลกุลคือ ของแข็งไอออนิกมีพันธะเคมีไอออนิก ในขณะที่ของแข็งระดับโมเลกุลมีแรงแวนเดอร์วาล