Ionski kristalni rešetki

Čvrste snovi obstajajo v kristalnem in amorfnem stanju in imajo pretežno kristalno strukturo. Odlikuje ga pravilna lokacija delcev na natančno določenih točkah, za katere je značilna periodična ponovljivost v volumetričnih, tridimenzionalni prostor. 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 razporeditvi molekul (atomov, ionov) v kristalnem prostoru.

Lokacije delcev imenujemo rešetkaste lokacije. V okvirih delujejo povezave med vozlišči. Vrsta delcev in narava povezave med njimi: določajo molekule, atome, ione vrsta kristalne rešetke. Skupaj so razločeni štirje tipi: ionski, atomski, molekularni in kovinski.

Če obstajajo ioni na 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. Toda pri taljenju takšnih spojin se poškoduje geometrično pravilna jonska kristalna mreža (razporeditev ionov) in vezne trdnosti se zmanjšajo.

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 vez nima nobene usmerjenosti v vesolju, ker je vsak ion povezan z več nasprotnimi ioni hkrati, sila interakcije pa je odvisna od razdalje med njimi (zakon Coulombovega). Ionsko vezane spojine nimajo molekularne strukture, so trdne snovi z ionskimi rešetkami, visoko polarnostjo, visokim tališčem in vreliščem ter v vodnih raztopinah, ki 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 ionsko kemična vez.

Poleg ionske vezi v kristalih obstaja tudi 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 sestavljajo posamezni atomi ogljika, ki se nahajajo v središču tetraedrona, katerih vrhovi 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, atomska mreža je značilen za silicij, trdni bor, germanij in spojine posameznih elementov s silicijevim ogljikom (silicijev dioksid, kremen, sljuda, rečni pesek, karborundum). Na splošno predstavniki kristalna telesa z atomsko mrežo relativno majhna.