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規則的で幾何学的な繰り返しパターンを持つ任意の物質として定義される結晶は、その成分に関係なく、メイクアップと特性が均一に見える場合があります。金属結晶とイオン結晶はいくつかの類似点を共有していますが、それらの間にも明確な違いがあります。
イオン結合
イオン結合は、元素がより安定になるために価電子を獲得または喪失するときに発生します。ナトリウムなどの元素は通常電子を失い、正に帯電した原子になりますが、塩素などの元素は通常電子を獲得して原子を負に帯電させます。これらの原子は、強い電気的引力により容易に化合物を形成します。
イオン結晶
Fotolia.com ">•••Fotolia.comのOliver Mohrによるfleur de sel、白い海の塩の結晶、白い背景画像周期性チャートでグループ16および17の元素と組み合わせると、通常、グループ1および2の元素の間にイオン結晶が形成されます。結合は、個々の原子の正電荷と負電荷の間で行われ、結果として生じる結晶は、電荷の交互パターンで配置された正イオンと負イオンで構成されます。この配置により、イオン結晶に特定の特性が与えられます。一般に、それらは高い融点を持つ傾向があり、優れた絶縁体です。また、硬くて脆いです。
メタリックボンディング
ほとんどの金属は、その最外殻に非常に少ない価電子を持っています。金属はまた、その最高エネルギーレベルのすぐ下に空の電子軌道を持っているため、空のシェルがいくらか重なります。このため、金属の電子はエネルギーレベル間を自由に移動する傾向があり、1つの原子に完全には属しません。これはしばしば「電子の海」と呼ばれます。金属結合は、この「海」の原子と電子の間の引力です。
金属結晶
Fotolia.com ">•••Fotolia.comのEwe DegiampietroによるDraht画像イオン結晶は正電荷と負電荷を交互に使用しますが、金属結晶は同じ電荷を持つ原子を含み、電子の海に囲まれています。これらの電子は結晶構造内を自由に移動できるため、金属は電気と熱の優れた伝導体です。さらに、この電子の自由な動きが、金属を展性と延性の両方にすることを可能にします。結合はすべての方向で同じであるため、原子は壊れることなく互いにすべることができます。
その他の特性
すでに記載されている特性に加えて、イオン結晶は通常、水および他のイオン液体に溶解します。金属結晶は水に不溶です。また、金属結晶は光沢があり、反射する傾向がありますが、イオン結晶は外観がより塩に似ている傾向があります。