Die Antwort bezieht sich auf die Stärke der Wechselwirkungen zwischen den Komponenteneinheiten, aus denen ein Kristall oder ein Feststoff besteht.

Der Grund, warum bei einer bestimmten Temperatur etwas fest ist, liegt grob darin, dass die Wechselwirkungen bestehen zwischen den Einheiten, aus denen der Feststoff besteht (Atome, Ionen oder Moleküle), sind stärker als die bei dieser Temperatur verfügbare Menge an Wärmeenergie.

Diamant ist beispielsweise ein Feststoff, da jede Kohlenstoffeinheit durch eine starke Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung an ihre Nachbarn gebunden ist, deren Aufbrechen viel Energie erfordert. Unpolare molekulare Verbindungen wie Kerzenwachs (in Wirklichkeit eine Mischung, aber stellen Sie sich einen reinen langkettigen Kohlenwasserstoff vor, um es einfach zu halten) werden durch die intermolekularen Kräfte zwischen den Molekülen zusammengehalten (oft als Dispersions- oder Van-der-Waals-Kräfte bezeichnet). Diese sind viel schwächer als chemische Bindungen und hängen von der Oberfläche der Moleküle ab. So neigen kleine unpolare oder nicht sehr polare Moleküle dazu, niedrige Schmelzpunkte zu haben. Hexan ist eine flüchtige Flüssigkeit. Die Form und Symmetrie des Moleküls spielt bei diesen Wechselwirkungen eine Rolle, so dass Toluol eine Flüssigkeit bis zu -95 ° C ist, aber Benzol, das Toluol sehr ähnlich ist, aber weitaus symmetrischer und etwas flacher, schmilzt nur bei etwa 6 ° C als die Moleküle Packen Sie besser zusammen, um stärkere Interaktionen zu fördern. Polare Moleküle haben stärkere Wechselwirkungen, weil die molekularen Dipole interagieren und dies stärkere Kräfte erzeugt als die unpolaren Dispersionskräfte. So schmilzt Phenol (in der Größe Toluol sehr ähnlich, aber weitaus polarer) bei etwa 41 ° C.

Einfache ionische Feststoffe werden aus geladenen Ionen hergestellt. Tafelsalzkristalle bestehen aus Na + + und Cl - Ionen. Die Schlüsselwechselwirkung zwischen diesen ist elektrostatisch und dies ist eine starke Kraft, die viel Energie benötigt, um zu brechen. Der Schmelzpunkt beträgt ca. 800 ° C. Permanente elektrostatische Wechselwirkungen sind stark, insbesondere wenn sich die Komponenten annähern können (denken Sie daran, es ist ein inverses Quadratgesetz). Dies erklärt, warum nicht jede ionische Verbindung ein Feststoff ist. Es gibt ionische Verbindungen, die bei Raumtemperatur flüssig sind. Diese neigen dazu, aus Molekülionen zu bestehen, die groß und manchmal unregelmäßig sind, wodurch Strukturen erzwungen werden, bei denen die Ionenkraft über viel größere Entfernungen wirken muss und daher viel schwächer ist. Ein Beispiel ist [BMIM] PF 6, das einen Schmelzpunkt weit unter Raumtemperatur hat:

Diese ionischen Flüssigkeiten sind ein interessanter Bereich Forschung in der Chemie, da sie manchmal viel weniger verschwenderische chemische Reaktionen in der Industrie ermöglichen (siehe Wikipedia).

Eine Reihe von Vergleichen lautet:

Warum wird so viel Energie benötigt, um Natriumchlorid geschmolzen zu machen, während Kerzenwachs bei Berührung praktisch schmilzt?

"Ionenverbindungen" neigen zur Bildung Kristalle. Möglicherweise haben Sie Bilder eines Kristallgitters aus Natriumchlorid gesehen: kubische Packung mit einem Natrium, das von vielen Chloriden umgeben ist. Es braucht viel Energie, um all diese Bindungen aufzubrechen.

Im Fall von Wachs (auch ein Feststoff bei Raumtemperatur) gibt es diese starken "ionischen" Wechselwirkungen zwischen Molekülen nicht. Die Dinge sind eher "geschichtet" und ungeordnet als kristallin. (Obwohl es definitiv intermolekulare Bindungen gibt, sonst wäre es niemals fest !!!)

Es sieht für mich so aus, als wäre Natriumchlorid eine Art große Verbindungsparty. Alle Jungen fühlen sich von allen Mädchen angezogen (Sie wählen, welches Element welches ist), also halten sie sich alle an den Händen. Um NaCl in kleinere Teile zu zerlegen, müssen Sie diese Haltegriffe zerbrechen (schmelzen, viel Energie benötigen) oder ihnen etwas anderes zum Halten geben (z. B. ein Ende eines polarisierten Wassermoleküls). Im Gegensatz dazu sind Zuckermoleküle eine Gruppe eng verbundener Familiengruppen. Die Mitglieder jeder Familie halten sich aneinander fest, fühlen sich aber von keiner anderen Familie angezogen. Zucker zu schmelzen, indem man die Familien dazu bringt, sich relativ zueinander zu bewegen, erfordert nicht viel Energie. Wenn Zucker in Wasser gelöst wird, passen die Wassermoleküle leicht in die Zuckermoleküle, aber auch hier werden Elemente einer bestimmten Familie nicht von Außenstehenden angezogen.

Bei ionischen Verbindungen findet eine vollständige Übertragung von Elektronen von einem Atom des Elements auf ein anderes Atom des anderen Elements statt. Es besteht also eine starke elektrostatische Kraft.

Bei kovalenten Verbindungen werden Elektronen nicht vollständig gezogen, die Atome verschiedener Elemente werden von einer schwächeren elektrostatischen Kraft angezogen. Somit haben ionische Verbindungen Atome, die durch eine stärkere elektrostatische Kraft gebunden sind als im Fall von kovalenten Verbindungen. Daher ist es im Allgemeinen einfacher, kovalente Bindungen aufzubrechen als ionische Bindungen. Somit sind die Schmelz- und Siedepunkte ionischer Verbindungen größer als kovalente Verbindungen