Πότε και γιατί οι ιονικοί κρύσταλλοι είναι σε θέση να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα;

Οι ιονικοί κρύσταλλοι μπορούν να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια, αλλά μόνο υπό συγκεκριμένες συνθήκες:

Πότε:

* τετηγμένη κατάσταση: Όταν λιωθούν οι ιονικοί κρύσταλλοι, τα ιόντα δεν στερεώνονται πλέον σε δομή πλέγματος. Είναι ελεύθεροι να κινηθούν, επιτρέποντας τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα λιωμένα άλατα είναι καλοί αγωγοί.

* Διαλυμένο σε διαλύτη: Ομοίως, όταν οι ιονικοί κρύσταλλοι διαλύονται σε έναν διαλύτη (όπως το νερό), τα ιόντα διαχωρίζονται και γίνονται ελεύθερα να κινηθούν, επιτρέποντας την ηλεκτρική αγωγιμότητα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι λύσεις των αλάτων είναι αγώγιμες.

Γιατί:

* Ελεύθεροι φορείς φόρτισης: Η ηλεκτρική αγωγιμότητα βασίζεται στην κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων (φορείς φόρτισης). Σε ιονικούς κρυστάλλους, οι φορείς φορτίου είναι τα ίδια τα ιόντα.

* Δομή πλέγματος: Σε μια στερεά κατάσταση, τα ιόντα συνδέονται στενά σε μια άκαμπτη δομή πλέγματος. Ενώ έχουν χρεώσεις, δεν μπορούν να κινηθούν ελεύθερα για να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια.

* Ενέργεια ενεργοποίησης: Ακόμη και στην τετηγμένη κατάσταση ή διαλύεται σε ένα διαλύτη, η κίνηση των ιόντων επηρεάζεται από την ενέργεια ενεργοποίησης που απαιτείται για να ξεπεραστεί η ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ τους.

Σημαντική σημείωση: Οι ιοντικοί κρύσταλλοι στην στερεά τους κατάστασης είναι γενικά κακοί αγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα ιόντα είναι κλειδωμένα σε σταθερή θέση μέσα στο κρυσταλλικό πλέγμα, περιορίζοντας την ικανότητά τους να μετακινούνται και να φέρουν φορτίο.

Συνοπτικά: Οι ιονικοί κρύσταλλοι μπορούν να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια όταν τα ιόντα τους είναι σε θέση να κινούνται ελεύθερα, πράγμα που συμβαίνει όταν είναι τετηγμένοι ή διαλύονται σε διαλύτη. Στην στερεά τους κατάσταση, είναι γενικά κακοί αγωγοί.