1. Interazioni elettrostatiche:
* Attrarre le cariche opposte: Cationi caricati positivamente e anioni caricati negativamente si attraggono fortemente, formando la base della struttura cristallina.
* come le cariche si respingono: La repulsione tra ioni della stessa carica impedisce loro di occupare posizioni adiacenti.
2. Efficienza di imballaggio:
* Imballaggio più vicino: Gli ioni tendono a organizzarsi in modo da massimizzare la densità di imballaggio, minimizzando lo spazio vuoto.
* Numero di coordinamento: Ciò si riferisce al numero di ioni vicini più vicini di carica opposta che circonda un determinato ione. Il numero di coordinamento è influenzato dalle dimensioni relative degli ioni.
3. Crystal Latice:
* cella unitaria: La più piccola unità ripetuta della struttura cristallina è chiamata cella unitaria. L'intero cristallo può essere costruito ripetendo questa cella unitaria in tre dimensioni.
* Bravais Lattices: Ci sono 14 distinti reticoli bravais che descrivono tutte le possibili disposizioni tridimensionali di punti.
* Gruppi spaziali: La simmetria completa di un cristallo è descritta dal suo gruppo spaziale, che include il reticolo bravais e la disposizione degli atomi all'interno della cella unitaria.
Strutture cristalline comuni:
* Cubic semplice: Ogni ione è circondato da sei vicini più vicini della carica opposta.
* Cubic centrato sul viso (FCC): Ogni ione è circondato da dodici vicini più vicini. Questa è una struttura molto comune per i metalli.
* Cubic centrato sul corpo (BCC): Ogni ione è circondato da otto vicini più vicini.
* pacchetti ravvicinati esagonali (HCP): Ogni ione è circondato da dodici vicini più vicini in una disposizione esagonale.
Fattori che influenzano la struttura cristallina:
* raggio ionico: La dimensione degli ioni svolge un ruolo importante nel determinare il numero di coordinamento e la struttura complessiva.
* Carica ionica: La carica degli ioni influenza la resistenza delle interazioni elettrostatiche e quindi la stabilità della struttura cristallina.
* Temperatura e pressione: Questi fattori possono influenzare la stabilità relativa di diverse strutture cristalline.
Esempi:
* NaCl (sale da tavolo): Ha una struttura cubica centrata sul viso in cui ogni ione Na+ è circondato da sei cl-ioni e viceversa.
* CSCL: Ha una semplice struttura cubica in cui ogni ione CS+ è circondato da otto clici e viceversa.
* Diamond: Sebbene non sia un cristallo ionico, dimostra il principio di imballaggio più vicino, con ogni atomo di carbonio tetraedralmente coordinato con altri quattro atomi di carbonio.
Comprendere la disposizione degli ioni nei cristalli è cruciale in vari campi come la scienza dei materiali, la mineralogia e la cristallografia. Aiuta a prevedere proprietà come punto di fusione, conducibilità e durezza dei materiali.
