הבדל מפתח - יוני מול מוצקים מולקולריים
חומרים מוצקים הם תרכובות הקיימות במצב מוצק בטמפרטורה ולחץ נתונים. מצב מוצק פירושו, האטומים, המולקולות או היונים בחומר זה ארוזים בחוזקה, תוך הימנעות מתנועה של אותם מינים כימיים (בניגוד לנוזלים או גזים). ישנם שני סוגים עיקריים של חומרים מוצקים; מוצקים יוניים ומוצקים מולקולריים. תרכובות יוניות מכילות יונים המוחזקים יחד באמצעות קשרים כימיים יוניים. קשרים יוניים הם כוחות משיכה אלקטרוסטטיים בין יונים בעלי מטען הפוך. מוצקים מולקולריים הם חומרים מוצקים המכילים מולקולות נפרדות המוחזקים יחד באמצעות כוחות ואן דר ואל.ההבדל העיקרי בין מוצקים יוניים למוצקים מולקולריים הוא שמוצקים יוניים מכילים קשרים כימיים יוניים ואילו מוצק מולקולרי מכיל כוחות ואן דר ואל.
מהם מוצקים יוניים?
מוצקים יוניים הם תרכובות מוצקות המורכבות מיונים בעלי מטען הפוך המוחזקים יחד על ידי משיכה אלקטרוסטטית. היונים הם יונים בעלי מטען חיובי שהם קטיונים ויונים בעלי מטען שלילי הנקראים אניונים. הקשר הכימי בין יונים אלו ידוע כקשר יוני. המטען הכולל של המוצק היוני הוא ניטרלי. הסיבה לכך היא שהקטיונים מוקפים באניונים ולהיפך.
מוצקים יוניים יכולים להכיל יונים פשוטים כגון Na+ ו-Cl– או יונים מורכבים כגון יון אמוניום (NH 4+). מוצקים יוניים המכילים יוני H+ נקראים תרכובות חומציות מכיוון שמוצקים אלה משחררים יונים H+ כאשר הם מומסים במים (זה מפחית את ה-pH של המימיים בינוני). מוצקים יוניים המכילים יוני OH– נקראים תרכובות בסיסיות מכיוון שהם משחררים יוני OH– (זה מעלה את ה-pH).
למוצקים יוניים יש בדרך כלל נקודות התכה ורתיחה גבוהות. מוצקים אלה קשים ושבירים. כאשר מוצקים יוניים נמסים, הוא הופך להיות מוליך מאוד מכיוון שהצורה המותכת של תרכובות יוניות מכילה יונים שיכולים להוליך חשמל. מוצקים יוניים יכולים להיווצר באמצעות תהליכים שונים כגון אידוי, משקעים, הקפאה וכו'.
איור 01: היווצרות של קשר יוני
בדרך כלל, למוצקים יוניים יש מבנים גבישיים קבועים. שם, היונים ארוזים בחוזקה בצורה כזו שאנרגיית הסריג ממוזערת. אנרגיית הסריג היא כמות האנרגיה הדרושה ליצירת סריג מיונים מופרדים לחלוטין.
מהם מוצקים מולקולריים?
מוצק מולקולרי הוא סוג של מוצק שבו מולקולות מוחזקות יחד על ידי כוחות ואן דר ואלס ולא על ידי קשרים יוניים או קוולנטיים.מוצק מולקולרי מכיל מולקולות נפרדות. כוחות ואן דר ואל הקושרים את המולקולות הללו ביניהן חלשים יותר מקשרים קוולנטיים או יוניים. המולקולות הקיימות במוצקים מולקולריים אלו יכולות להיות חד-אטומיות, דו-אטומיות או אפילו פוליאטומיות.
מכיוון שהכוחות הבין-מולקולריים במוצקים המולקולריים חלשים מאוד, לתרכובות המוצקות הללו יש נקודות התכה נמוכות יותר (לעיתים קרובות היא נמוכה מ-300◦C). וגם מוצקים מולקולריים אלה רכים יחסית ובעלי צפיפות נמוכה יותר. עם זאת, יכולים להיות קשרי מימן, אינטראקציות דיפול-דיפול, כוחות לונדון וכו' גם כן (במקום כוחות ואן דר ואל).
ניתן לראות כוחות ואן דר ואל בין מולקולות לא קוטביות. ניתן לראות אינטראקציות דיפול-דיפול במולקולות קוטביות. קיימים קשרי מימן בין מולקולות המכילות קבוצות פונקציונליות כגון O-H, N-H ו-F-H.
איור 02: תרשים המראה מולקולות פחמן דו-חמצני בצורה מוצקה
כוחות ואן דר ואל החלשים בין המולקולות במוצקים מולקולריים קובעים את תכונות המוצק. חלק מהמאפיינים הללו כוללים נקודות התכה ורתיחה נמוכות, חוזק מכני נמוך, מוליכות חשמלית נמוכה, מוליכות תרמית נמוכה וכו'.
מה ההבדל בין מוצקים יוניים למוצקים מולקולריים?
יונים מול מוצקים מולקולריים |
|
| מוצקים יוניים הם תרכובות מוצקות המורכבות מיונים בעלי מטען הפוך המוחזקים יחד על ידי אטרקציות אלקטרוסטטיות. | מוצק מולקולרי הוא סוג של מוצק שבו מולקולות מוחזקות יחד על ידי כוחות ואן דר ואלס ולא על ידי קשרים יוניים או קוולנטיים. |
| קשרים כימיים | |
| למוצקים יוניים יש קשרים יוניים. | למוצקים מולקולריים יש בעיקר כוחות ואן דר ואל, ויכולים להיות קשרי מימן, אינטראקציות דיפול-דיפול, כוחות לונדון וכו' גם כן. |
| חוזק בונד | |
| למוצקים יוניים יש קשרים חזקים. | למוצקים מולקולריים יש קשרים חלשים. |
| רכיבים | |
| למוצקים יוניים יש קטיונים ואניונים. | למוצקים מולקולריים יש מולקולות קוטביות או לא קוטביות. |
| נקודות התכה ורתיחה | |
| למוצקים יוניים יש נקודות התכה ורתיחה גבוהות. | למוצקים מולקולריים יש נקודות התכה ורתיחה נמוכות. |
| Density | |
| הצפיפות של מוצקים יוניים גבוהה מאוד. | צפיפות המוצקים המולקולריים נמוכה מאוד. |
| טבע | |
| מוצקים יוניים קשים ושבירים. | מוצקים מולקולריים רכים יחסית. |
סיכום - יוני מול מוצקים מולקולריים
מוצקים יוניים הם תרכובות מוצקות העשויות מקטיונים ואניונים. ישנם כוחות משיכה אלקטרוסטטיים בין היונים הטעונים המנוגדים הללו. למוצקים מולקולריים יש מולקולות שיש ביניהן כוחות בין-מולקולריים. הם אינטראקציות כימיות חלשות. ההבדל בין מוצקים יוניים למוצקים מולקולריים הוא שמוצקים יוניים מכילים קשרים כימיים יוניים ואילו מוצק מולקולרי מכיל כוחות ואן דר ואל.
