Linnés indelning av naturen var att stenar växer, att växter växer och lever, och att djur växer, lever, och känner. Att mineraler har vuxit fram, kan man se av kristalliserings-processen, till exempel med experimentet med alunkristaller på en tråd (se ovan), eller med en kemisk trädgård. Kristaller byggs upp ur mindre komponenter som finns upplösta i en vätska eller som flyter omkring i en smälta. Ibland är alla dessa byggklossar likadana, som i grundämnen eller också i sockerkristaller. Men i salter finns det olika byggklossar - positiva katjoner och negativa anjoner, som i lösningen inte är bundna till varandra.
Många egenskaper av jonära salter kan man förstå med grundläggande mekanik och ellära, eftersom kraften mellan jonerna är given av Coulombs lag, i alla fall på lite större avstånd. Problemet att summera den elektrostatiska energi för en hel kristall löstes 1918 av Erwin Madelung, se Madelung constant. Den oändliga summan konvergerar inte om man använder koncentriska sfärer: potentialen avtar som 1/r, men antalet joner med samma polaritet växer snabbare. Nu existerar förstås inga sfäriska saltkristaller - de har kristaller med elektriskt neutrala ytor. Och om man i NaCl-strukturen summerar koncentriska kuber, konvergerar den oändliga summan ganska snabbt till 1.748... (se figur nedan). Bindningsenergin som man räknar ut med det experimentella gitteravståndet stämmer ganska bra överens med värdet från kemisk-termodynamiska data.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar