Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ιοντικών στερεών και υγρών;
Ιονικά στερεά
* Δομή: Εξαιρετικά οργανωμένη, κρυσταλλική δομή. Τα ιόντα είναι σφιχτά συσκευασμένα σε ένα κανονικό, επαναλαμβανόμενο μοτίβο (πλέγμα).
* δεσμός: Ισχυρές ηλεκτροστατικές δυνάμεις κρατούν τα αντίθετα φορτισμένα ιόντα μαζί. Αυτές οι δυνάμεις είναι ισχυρές και κατευθυντικές, οδηγώντας στην άκαμπτη, κρυσταλλική δομή.
* κατάσταση: Στερεό σε θερμοκρασία δωματίου.
* αγωγιμότητα: Κακοί ηλεκτρικοί αγωγοί στην στερεά κατάσταση. Τα ιόντα είναι σταθερά στη θέση τους και δεν μπορούν να κινηθούν ελεύθερα για να φέρουν χρέωση.
* Σημείο τήξης: Γενικά έχουν υψηλά σημεία τήξης λόγω των ισχυρών ηλεκτροστατικών δυνάμεων που πρέπει να ξεπεραστούν.
* Διαλυτότητα: Συχνά διαλυτά σε πολικούς διαλύτες όπως το νερό. Τα μόρια του διαλύτη μπορούν να διαταράξουν το ιοντικό πλέγμα και να διαχωρίσουν τα ιόντα.
* Παραδείγματα: Πίνακας αλάτι (NaCl), χλωριούχο κάλιο (KCL), ανθρακικό ασβέστιο (CACO3).
Ιονικά υγρά
* Δομή: Λιγότερο οργανωμένα από τα ιοντικά στερεά. Τα ιόντα εξακολουθούν να υπάρχουν, αλλά έχουν περισσότερη ελευθερία κίνησης. Μπορεί να έχουν μια πιο υγρή δομή.
* δεσμός: Οι ηλεκτροστατικές δυνάμεις μεταξύ των ιόντων είναι ασθενέστερες από ό, τι στα ιοντικά στερεά. Αυτό οφείλεται συχνά σε μεγαλύτερα, πιο πολύπλοκα ιόντα με φορτωμένες χρεώσεις.
* κατάσταση: Υγρό σε θερμοκρασία δωματίου.
* αγωγιμότητα: Καλοί ηλεκτρικοί αγωγοί στην κατάσταση υγρού. Τα ιόντα μπορούν να κινηθούν ελεύθερα και να φέρουν χρέωση.
* Σημείο τήξης: Έχουν χαμηλά σημεία τήξης σε σύγκριση με ιοντικά στερεά.
* Διαλυτότητα: Μπορεί να διαλύσει τόσο τις πολικές όσο και τις μη πολικές ουσίες, καθιστώντας τους εξαιρετικούς διαλύτες.
* Παραδείγματα: 1-βουτυλο-3-μεθυλιμιδαζολίου τετραλουωροβικό ([BMIM] [BF4]), 1-αιθυλ-3-μεθυλιμιδαζολίου δις (τριφθορομεθυλοσουλφονυλ) imide ([EMIM] [TF2N]).
Συνοπτικά:
Η βασική διαφορά έγκειται στη δύναμη των ηλεκτροστατικών δυνάμεων μεταξύ των ιόντων. Στα ιοντικά στερεά, αυτές οι δυνάμεις είναι ισχυρές και άκαμπτες, οδηγώντας σε στερεά κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου. Στα ιοντικά υγρά, οι δυνάμεις είναι ασθενέστερες, επιτρέποντας μεγαλύτερη ρευστότητα και υγρή κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτή η διαφορά στη συγκόλληση επηρεάζει επίσης την αγωγιμότητα, το σημείο τήξης και τη διαλυτότητα.
Εφαρμογές:
Τα ιοντικά στερεά είναι βασικά συστατικά διαφόρων χημικών διεργασιών, ενώ τα ιοντικά υγρά χρησιμοποιούνται σε έναν αυξανόμενο αριθμό εφαρμογών, όπως:
* Πράσινη χημεία: Ως φιλικοί προς το περιβάλλον διαλύτες για αντιδράσεις.
* Ηλεκτροχημεία: Ως ηλεκτρολύτες σε μπαταρίες και κυψέλες καυσίμου.
* Κατάλυση: Ως καταλύτες και μέσα αντίδρασης.
* Επιστήμη υλικών: Στη σύνθεση νέων υλικών.
