Kristallstruktur
Frågan: Kan man dra nåt samband dras mellan ämnets molekylära struktur och utseendet på kristallen? (Gäller NaCl, MgSO4, C12H22O11 som kristalliserats i vatten.)
Min hypotes: Salterna tror jag kommer bilda kristaller som är hårda (går inte att skära med en kniv) men som är sköra/spricker lätt. NaCl är en mindre molekyl än MgSO4 och har tätare struktur så borde bilda mindre kristaller än MgSO4. C12H22O11 kommer bilda hårdare/starkare kristall jämfört med salterna eftersom vätebindning är starkare än jonbindning.
Mitt svar känns ofullständigt, som att det nåt jag missat. Försökt forska lite på nätet, men får upp saker om tex kristallsystem, kristallsymmetri, monoklina systemet, triklina systemet osv och har verkligen försökt förstå men blir bara förvirrad... Kan jag skriva tex att eftersom suckrosmolekylen är inte lika "organiserad" som NaCl så borde det bilda en lite mer oregelbunden kristall eller är det helt fel?
NaCl är inte en molekyl och det är inte heller magnesiumsulfat. Dessa är salter och existerar alltså i stora komplex av an- och katjoner. I NaCl så sitter det ihop en stor natriumjon (stor atomradie) med en liten kloridjon (liten atomradie), vilket gör att jonerna kan packas väldigt tätt i kristallstrukturen. Packningsstrukturen i NaCl-kristaller är en variant av FCC (face centered cubic) och ser i detta fall ut så här:
Om du jämför denna med magnsiumsulfat är sulfatjonen mycket större än kloridjonen medan magnesiumjonen är ungefär lika stor som natriumjonen och det brukar ju finnas kristallvatten med i strukturen också, vilket försvagar den ytterligare.
Vätebindningar är inte heller starkare än jonbindningar. Jonbindingar är extremt starka och smältpunkten kan vara flera tusen grader.
naytte skrev:NaCl är inte en molekyl och det är inte heller magnesiumsulfat. Dessa är salter och existerar alltså i stora komplex av an- och katjoner. I NaCl så sitter det ihop en stor natriumjon (stor atomradie) med en liten kloridjon (liten atomradie), vilket gör att jonerna kan packas väldigt tätt i kristallstrukturen. Packningsstrukturen i NaCl-kristaller är en variant av FCC (face centered cubic) och ser i detta fall ut så här:
Om du jämför denna med magnsiumsulfat är sulfatjonen mycket större än magesiumjonen (som är ungefär lika stor som natriumjonen) och det brukar ju finnas kristallvatten med i strukturen också, vilket försvagar den ytterligare.
Vätebindningar är inte heller starkare än jonbindningar. Jonbindingar är extremt starka och smältpunkten kan vara flera tusen grader.
Juste, skulle inte skrivit att det är molekyler. Så att för att summera: Salterna bilderna starka men ändå sköra kristaller, och magnesiumsulfat kristallen skörast av dom två på grund av kristallvattnet. NaCl bildar minst kristall både för att det är mindre joner, men också för det har en tätare struktur eftersom storlekskillnaden mellan Na-jonen och Cl-jonen är inte lika stor som mellan Mg-jonen och sulfatjonen.
Men suckrosmolekylen då, kanske också stor kristall eftersom det är en ganska lång molekylkedja? Finns det nåt mer jag borde läsa på om som skulle hjälpa mig att kunna avgöra mer om hur kristallen kommer se ut utifrån dens molekylära struktur?
Jag vet inte om man egentligen kan avgöra så himla mycket om hur hårda eller mjuka kristallerna kommer vara. Det blir lite av en gissningslek. Men något man antagligen kan säga säkert är att sackaroskristaller kommer ha svagast bindningar och att bordssaltet kommer ha starkast bindningar.
Dels för att borddssaltet helt enkelt packas mer effektivt och dels för att sackarosmolekyler bara kan göra vätebindningar medan bordssalt gör jämförelsevis väldigt starka jonbindningar.
Saltkristaller är generellt alltid spröda eftersom minsta förskjutning av kristallplanen gör att man får katjon mot katjon och anjon mot anjon, dvs repulsion vilket leder till brott. Denna effekt är inte lika märkbar i molekylkristaller, men där är istället bindningsvinklarna viktiga. Många molekylkristaller är extremt hårda, t.ex. diamant. Metaller (som också består av kristaller) är formbara eftersom kristallplanen lätt förskjuts relativt varandra. Ett brott i en metall sker oftast vid de kristallplan som har svagast bindning till varandra.
Normalt leder mindre joner i ett salt till starkare bindning, men man får passa sig eftersom förhållandet mellan jonradierna är det som huvudsakligen styr hur kristallstrukturen ser ut. Cesiumklorid och natriumklorid har t.ex. totalt olika kristallstruktur vilket ger dessa ämnen ganska olika egenskaper trots att bägge är föreningar mellan alkalimetall och halogen.
Många molekylkristaller är extremt hårda, t.ex. diamant. Metaller (som också består av kristaller) är formbara eftersom kristallplanen lätt förskjuts relativt varandra. Ett brott i en metall sker oftast vid de kristallplan som har svagast bindning till varandra.
Kan vi dra någon slutsats om sackaroskristaller kontra bordssaltskristaller? Vad skulle du gissa på? Att sackaroskristaller är hårdare än bordssaltskristaller eller tvärtom?
Svårt att svara på, beror också på vad man menar med ”hårdhet”. Dessutom kan hårdheten variera mycket mellan olika kristallplan (grafit är extremfallet). Av erfarenhet vet man ju att både sockerkristaller och saltkristaller går sönder ganska lätt.
