3.1 Roostertypen

De meeste vaste stoffen zijn opgebouwd als rooster, met één of een paar verschillende deeltjes. De krachten waarmee die deeltjes elkaar onderling aantrekken kan erg verschillen en is bepalend voor de eigenschappen van die stof.


Metaalrooster

Het merendeel van de metalen bezit sterke aantrekkingskrachten tussen de positieve ionen en de negatieve vrije elektronen in het metaalrooster (zie ook module 3).
De vrije elektronen kun je beschouwen als een soort lijm die de ionen op hun plaats houdt in het rooster.
Het eigenlijke rooster is dus de regelmatige rangschikking van de rompen. In metaalroosters heersen dus sterke ladingskrachten.
Enkele eigenschappen van metalen zijn: metaalglans, geleidbaarheid voor elektriciteit, ze zijn vast en hebben meestal vrij hoge smeltpunten.


Ionrooster

In zouten heb je sterke aantrekkingskrachten tussen positieve en negatieve ionen. (zie module 3)
Deze inter-ionaire krachten bepalen de sterkte van het rooster en dus ook het smeltpunt. Doorslaggevend hierbij zijn de lading van de ionen en de afstand tussen de ionen (d.w.z. die wordt bepaald door de ionstralen).

Zo heeft bijvoorbeeld MgO een veel sterker ionrooster dan NaCl, omdat de magnesium en zuurstofionen kleiner zijn en sterker geladen dan de natrium en chloride-ionen.
In zo'n ionrooster zitten de positieve en negatieve ionen netjes gerangschikt. Daarbinnen heersen dus altijd sterke ladingskrachten.
Kenmerken: kristallijn, hoog smeltpunt, als vloeistof geleidend.


Molekuulrooster

Bij het merendeel van de vaste stoffen en vloeistoffen worden de deeltjes bij elkaar gehouden door de volgende intermolekulaire aantrekkingskrachten: Bij de vaste stoffen zullen - onder invloed van deze krachten - de deeltjes meestal in een zgn. molekuulrooster zitten. Molekuulroosters worden sterker naarmate de molekulen méér dipoolkarakter hebben (groter dipoolmoment) én naarmate ze zwaarder zijn (grotere molekuulmassa, dus sterkere vdWkrachten).

Opdracht 25a
Zoek in tabel 10 voor elk roostertype 2 stoffen op en kontroleer hun smeltpunt.

Over het algemeen zijn de aantrekkingskrachten in molekuulroosters minder sterk dan in metaalroosters of ionroosters. Dus zullen ze ook lagere smeltpunten hebben. Zijn de aantrekkingskrachten echt zwak, dan heb je bij normale temperatuur helemaal geen rooster, maar is de stof vloeibaar of gas.
Stoffen met molekuulroosters zullen meestal atoombindingen bevatten, dus uit niet-metalen opgebouwd.
Bij uitzondering komen er vaste stoffen voor zonder duidelijke roosterstruktuur (amorf) én stoffen met een atoomrooster (diamant).
Naast amorfe koolstof zijn er twee bekende roosterstrukturen:
  • diamant met kubische kristallen en een dichtheid van 3,5
  • grafiet met hexagonale kristallen en een dichtheid van 2.2
Het is technisch mogelijk om grafiet onder zo'n hoge druk samen te persen
dat de dichtheid verhoogd wordt tot die van diamant.
Je kunt zo kunstmatig diamant maken uit grafiet.

De molekuulroosters zijn geen geleiders of hoogstens halfgeleiders.