Por Robert Alley, atualizado em 30 de agosto de 2022

Os sólidos cristalinos organizam átomos ou moléculas em uma rede repetitiva. Duas categorias principais - cristais covalentes (de rede) e cristais moleculares - exibem comportamentos físicos marcadamente diferentes, todos decorrentes de uma única distinção estrutural.

Ligação Covalente

Os cristais covalentes são mantidos juntos por ligações covalentes, o que significa que cada átomo na rede compartilha elétrons com seus vizinhos. Numa rede sólida, um átomo normalmente liga-se a quatro outros, criando uma estrutura tridimensional contínua que se comporta como uma molécula gigantesca. Esta forte rede covalente resulta em dureza excepcional, altos pontos de fusão e isolamento elétrico.

Ligação molecular

Os cristais moleculares, por outro lado, consistem em átomos ou moléculas discretas que ocupam locais da rede. As forças que mantêm essas redes unidas são fracas – ligações de van der Waals, dipolo-dipolo ou ligações de hidrogênio – em vez de covalentes. Consequentemente, os cristais são fracamente ligados, podem ser facilmente separados e geralmente têm pontos de fusão mais baixos.

Exemplos

Cristais covalentes típicos incluem diamante, quartzo e carboneto de silício, todos apresentando estruturas densamente compactadas e fortemente ligadas. Os cristais moleculares são representados por substâncias como água (H₂O) e dióxido de carbono (CO₂), onde cada molécula mantém sua identidade e pode ser rompida com relativamente pouca energia.

Ponto de fusão

A robusta rede covalente em cristais covalentes requer enorme energia para quebrar, produzindo pontos de fusão frequentemente superiores a 2.000°C. Em contraste, as forças intermoleculares fracas nos cristais moleculares resultam em pontos de fusão muito mais baixos – o gelo derrete a 0°C, o CO₂ sublima a –78°C e muitos cristais orgânicos derretem abaixo de 100°C.