Kristallihilat. Kidehilan tyypit

Useimmilla kiinteillä aineilla on kristallirakenne, jossa hiukkaset, joista se on "rakennettu", ovat tietyssä järjestyksessä, mikä luo kristallihila. Se on rakennettu toistuvista identtisistä rakenneyksiköistä - yksikkösolut, joka kommunikoi naapurisolujen kanssa muodostaen lisäsolmuja. Tuloksena on 14 erilaista kidehilaa.

Kidehilan tyypit.

Hilasolmuissa olevista hiukkasista riippuen ne erotetaan:

metalli kristalli hila;
ionikidehila;
molekyyli kidehila;
makromolekyylinen (atomi) kidehila.

Metallinen sidos kidehiloissa.

Ionikiteillä on lisääntynyt hauraus, koska kidehilan siirtymä (jopa pieni) johtaa siihen, että samalla tavalla varautuneet ionit alkavat hylkiä toisiaan ja sidokset katkeavat, muodostuu halkeamia ja halkeamia.

Kidehilojen molekyylisidos.

Molekyylienvälisen sidoksen pääominaisuus on sen "heikkous" (van der Waals, vety).

Tämä on jään rakenne. Jokainen vesimolekyyli on yhdistetty vetysidoksilla neljään sitä ympäröivään molekyyliin, mikä johtaa tetraedriseen rakenteeseen.

Vetysidos selittää korkean kiehumispisteen, sulamispisteen ja alhaisen tiheyden;

Kidehilan makromolekyylinen yhteys.

Kidehilan solmukohdissa on atomeja. Nämä kiteet on jaettu 3 tyyppiä:

runko;
ketju;
kerroksiset rakenteet.

Rungon rakenne timantti on yksi luonnon kovimmista aineista. Hiiliatomi muodostaa 4 identtistä kovalenttista sidosta, mikä osoittaa säännöllisen tetraedrin muodon ( sp 3 - hybridisaatio). Jokaisessa atomissa on yksittäinen elektronipari, joka voi myös sitoutua viereisiin atomeihin. Tämän seurauksena muodostuu kolmiulotteinen hila, jonka solmuissa on vain hiiliatomeja.

Tällaisen rakenteen tuhoaminen vie paljon energiaa tällaisten yhdisteiden sulamispiste on korkea (timantilla se on 3500 °C).

Kerrosrakenteet puhuvat kovalenttisten sidosten läsnäolosta jokaisessa kerroksessa ja heikoista van der Waalsin sidoksista kerrosten välillä.

Katsotaanpa esimerkkiä: grafiitti. Jokainen hiiliatomi on sisällä sp 2 - hybridisaatio. Neljäs pariton elektroni muodostaa van der Waalsin sidoksen kerrosten väliin. Siksi neljäs kerros on erittäin liikkuva:

Sidokset ovat heikkoja, joten ne ovat helppo rikkoa, mikä voidaan havaita lyijykynällä - "kirjoitusominaisuus" - 4. kerros jää paperille.

Grafiitti on erinomainen sähkövirran johde (elektronit pystyvät liikkumaan kerroksen tasoa pitkin).

Ketjujen rakenteet sisältää oksideja (esim. NIIN 3 ), joka kiteytyy kiiltävien neulojen, polymeerien, joidenkin amorfisten aineiden, silikaattien (asbesti) muodossa.

Kiinteillä aineilla on yleensä kiderakenne. Sille on ominaista hiukkasten oikea järjestely tiukasti määritellyissä avaruuden pisteissä. Kun nämä pisteet yhdistetään henkisesti leikkaavilla suorilla, muodostuu tilakehys, jota kutsutaan kristallihila. Pisteitä, joissa hiukkaset sijaitsevat, kutsutaan kidehilan solmut. Kuvitteellisen hilan solmut voivat sisältää ioneja, atomeja tai molekyylejä. Ne tekevät värähteleviä liikkeitä. Lämpötilan noustessa värähtelyjen amplitudi kasvaa, mikä ilmenee mm lämpölaajeneminen puh.

Hiukkasten tyypistä ja niiden välisen yhteyden luonteesta riippuen erotetaan 4 tyyppistä kidehilaa: ioninen (NaCl, KCl), atomi, molekyyli ja metalli.

Ioneista koostuvia kidehiloja kutsutaan ioninen. Ne muodostuvat aineista, joissa on ionisia sidoksia. Esimerkki on natriumkloridikide, jossa jokaista natriumionia ympäröi 6 kloridi-ionia ja jokaista kloridi-ionia ympäröi 6 natrium-ionia.

NaCl-kidehila

Kiteen tai yksittäisen molekyylin tietyn hiukkasen lähellä olevien lähimpien naapurihiukkasten lukumäärää kutsutaan polttopistenumero.

NaCl-hilassa molempien ionien koordinaatioluvut ovat 6. Niinpä NaCl-kiteessä on mahdotonta eristää yksittäisiä suolamolekyylejä. Niitä ei ole olemassa. Koko kidettä tulee pitää jättimäisenä makromolekyylinä, joka koostuu yhtä suuresta määrästä Na + ja Cl - ioneja, Na n Cl n – missä n on suuri luku. Ionien väliset sidokset tällaisessa kiteessä ovat erittäin vahvoja. Siksi aineilla, joissa on ionihila, on suhteellisen korkea kovuus. Ne ovat tulenkestäviä ja matalalla lentäviä.

Sulaminen ioniset kiteet johtaa ionien geometrisesti oikean suuntauksen rikkomiseen suhteessa toisiinsa ja niiden välisen sidoksen lujuuden heikkenemiseen. Siksi niiden sulatteet johtavat sähkövirtaa. Ioniyhdisteet liukenevat yleensä helposti nesteisiin, jotka koostuvat polaarisista molekyyleistä, kuten veteen.

Yksittäisiä atomeja solmuissaan sisältäviä kidehiloja kutsutaan atomi-. Tällaisissa hilassa olevat atomit on liitetty toisiinsa vahvoilla kovalenttisilla sidoksilla. Esimerkki on timantti, yksi hiilen muunnelmista. Timantti koostuu hiiliatomeista, joista jokainen on sitoutunut 4 viereiseen atomiin. Hiilen koordinaatioluku timantissa on 4. Aineilla, joissa on atomikidehila, on korkea sulamispiste (timantilla on yli 3500 o C), ne ovat vahvoja ja kovia ja käytännössä liukenemattomia veteen.

Molekyyleistä (polaarisista ja ei-polaarisista) koostuvia kidehiloja kutsutaan molekyylinen. Tällaisissa hilassa olevat molekyylit ovat yhteydessä toisiinsa suhteellisen heikkojen molekyylien välisten voimien avulla. Siksi aineet, joissa on molekyylihila Niillä on alhainen kovuus ja alhainen sulamispiste, ne ovat liukenemattomia tai heikosti veteen liukenevia, eivätkä niiden liuokset lähes johda sähkövirtaa. Esimerkkejä niistä ovat jää, kiinteä CO 2 ("kuivajää"), halogeenit, vedyn kiteet, happi, typpi, jalokaasut jne.

Valenssi

Tärkeä kvantitatiivinen ominaisuus, joka osoittaa vuorovaikutuksessa olevien atomien lukumäärän tuloksena olevassa molekyylissä, on valenssi– yhden alkuaineen atomien ominaisuus kiinnittää tietty määrä muiden alkuaineiden atomeja.

Valenssi määräytyy kvantitatiivisesti vetyatomien lukumäärän mukaan, jonka tietty alkuaine voi lisätä tai korvata. Joten esimerkiksi fluorivetyhapossa (HF) fluori on yksiarvoinen, ammoniakissa (NH3) typpi on kolmiarvoinen, vedyssä piissä (SiH 4 - silaani) pii on neliarvoinen jne.

Myöhemmin, kun kehitettiin ideoita atomien rakenteesta, elementtien valenssi alkoi liittyä parittomien elektronien lukumäärään (valenssi), jonka ansiosta atomien välinen sidos tapahtuu. Siten valenssi määräytyy atomissa olevien parittomien elektronien lukumäärän mukaan, jotka osallistuvat kemiallisen sidoksen muodostumiseen (maa- tai viritetyssä tilassa). Yleensä valenssi on yhtä suuri kuin elektroniparien lukumäärä, jotka yhdistävät tietyn atomin muiden alkuaineiden atomeihin.

Ruokasuola on natriumkloridia, jota käytetään elintarvikelisäaineena ja säilöntäaineena. Käytetään myös sisällä kemianteollisuus, lääke. Se toimii tärkeimpänä raaka-aineena kaustisen soodan, soodan ja muiden aineiden tuotannossa. Ruokasuolan kaava on NaCl.

Ionisidoksen muodostuminen natriumin ja kloorin välille

Natriumkloridin kemiallinen koostumus heijastuu tavanomaisella kaavalla NaCl, joka antaa käsityksen yhtä suuresta määrästä natrium- ja klooriatomeja. Mutta ainetta eivät muodosta kaksiatomiset molekyylit, vaan se koostuu kiteistä. Vuorovaikutuksessa alkalimetalli vahvalla ei-metallilla jokainen natriumatomi luovutetaan elektronegatiivisemmalle kloorille. Natriumkationit Na + ja kloorivetyhapon happaman jäännöksen Cl - anionit ilmestyvät. Vastakkaisesti varautuneet hiukkaset vetävät toisiaan puoleensa muodostaen aineen, jolla on ioninen kidehila. Pienet natriumkationit sijaitsevat suurten kloorianionien välissä. Positiivisten hiukkasten määrä natriumkloridin koostumuksessa on yhtä suuri kuin negatiivisten hiukkasten lukumäärä kokonaisuudessaan.

Kemiallinen kaava. Ruokasuola ja haliitti

Suolat ovat monimutkaisia ionirakenteisia aineita, joiden nimet alkavat happaman jäännöksen nimellä. Ruokasuolan kaava on NaCl. Geologit kutsuvat tämän koostumuksen mineraalia "haliitiksi" ja sedimenttikiviä "kivisuolaksi". Vanhentunut kemiallinen termi, jota käytetään usein valmistuksessa, on "natriumkloridi". Tämä aine on ollut ihmisten tiedossa muinaisista ajoista lähtien, ja sitä pidettiin kerran "valkoisena kullana". Nykyaikaiset koululaiset ja opiskelijat käyttävät natriumkloridia sisältäviä reaktioyhtälöitä lukeessaan kemiallisia symboleja ("natriumkloori").

Suoritetaan yksinkertaiset laskelmat aineen kaavalla:

1) Mr (NaCl) = Ar (Na) + Ar (Cl) = 22,99 + 35,45 = 58,44.

Suhteellinen arvo on 58,44 (ammuina).

2) Numeerisesti yhtä suuri kuin molekyylipaino moolimassa, mutta tämä arvo sisältää g/mol-yksiköitä: M (NaCl) = 58,44 g/mol.

3) 100 g:n suolanäyte sisältää 60,663 g klooriatomeja ja 39,337 g natriumia.

Ruokasuolan fysikaaliset ominaisuudet

Hauraat haliittikiteet ovat värittömiä tai valkoisia. Luonnossa on myös kivisuolaesiintymiä, jotka ovat väriltään harmaita, keltaisia tai sinisiä. Joskus mineraaliaine on punainen sävy, mikä johtuu epäpuhtauksien tyypeistä ja määrästä. Haliitin kovuus on vain 2-2,5, lasi jättää pintaan viivan.

Muut natriumkloridin fysikaaliset parametrit:

haju - poissa;
maku - suolainen;
tiheys - 2,165 g/cm3 (20 °C);
sulamispiste - 801 °C;
kiehumispiste - 1413 °C;
vesiliukoisuus - 359 g/l (25 °C);

Natriumkloridin valmistus laboratoriossa

Kun metallinen natrium reagoi kloorikaasun kanssa koeputkessa, muodostuu ainetta valkoinen- natriumkloridi NaCl (pöytäsuolan kaava).

Kemia antaa käsityksen eri tavoin saada sama yhteys. Tässä muutamia esimerkkejä:

NaOH (aq) + HCl = NaCl + H 2 O.

Redox-reaktio metallin ja hapon välillä:

2Na + 2HCl = 2NaCl + H2.

Hapon vaikutus metallioksidiin: Na 2 O + 2HCl (aq) = 2NaCl + H 2 O

Heikon hapon korvaaminen sen suolaliuoksesta vahvemmalla:

Na2C03 + 2HCl (vesipitoinen) = 2NaCl + H20 + C02 (kaasu).

Kaikki nämä menetelmät ovat liian kalliita ja monimutkaisia käytettäväksi teollisessa mittakaavassa.

Ruokasuolan tuotanto

Jo sivilisaation kynnyksellä ihmiset tiesivät, että lihan ja kalan suolaus kestää pidempään. läpinäkyvä, oikea muoto Haliittikiteitä käytettiin joissakin muinaisissa maissa rahan sijasta, ja ne olivat kullan arvoisia. Haliittiesiintymien etsiminen ja kehittäminen mahdollisti väestön ja teollisuuden kasvavien tarpeiden tyydyttämisen. Tärkein luonnonjouset pöytäsuola:

mineraalihaliittiesiintymät eri maissa;
merien, valtamerten ja suolajärvien vesi;
vuorisuolakerrokset ja -kuoret suolaisten säiliöiden rannoilla;
haliittikiteet tulivuoren kraatterien seinillä;
suolamaita.

Teollisuus käyttää neljää päämenetelmää ruokasuolan valmistukseen:

haliitin huuhtoutuminen maanalaisesta kerroksesta, syntyneen suolaveden haihdutus;
kaivostoiminta ;
suolajärvien haihdutus tai suolaliuos (77 % kuivan jäännöksen massasta on natriumkloridia);
käyttämällä suolaveden suolanpoiston sivutuotetta.

Natriumkloridin kemialliset ominaisuudet

Koostumukseltaan NaCl on emäksen ja liukoisen hapon muodostama keskimääräinen suola. Natriumkloridi on vahva elektrolyytti. Ionien välinen vetovoima on niin voimakas, että vain erittäin polaariset liuottimet voivat rikkoa sen. Vedessä aine hajoaa, kationeja ja anioneja (Na +, Cl -) vapautuu. Niiden läsnäolo johtuu ruokasuolan liuoksen sähkönjohtavuudesta. Kaava tässä tapauksessa kirjoitetaan samalla tavalla kuin kuiva-aineelle - NaCl. Yksi laadullisista reaktioista natriumkationille on polttimen liekin keltainen väri. Kokeen tuloksen saamiseksi sinun on kerättävä vähän kiinteää suolaa puhtaalle lankalenkille ja lisättävä se liekin keskiosaan. Ruokasuolan ominaisuudet liittyvät myös anionin erityisyyteen, joka on laadullinen reaktio kloridi-ioniksi. Kun se on vuorovaikutuksessa hopeanitraatin kanssa, liuokseen saostuu valkoinen hopeakloridisakka (kuva). Kloorivety syrjäytetään suolasta vahvemmilla hapoilla kuin kloorivetyhappo: 2NaCl + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2HCl. klo normaaleissa olosuhteissa natriumkloridi ei hydrolysoi.

Vuorisuolan käyttöalueet

Natriumkloridi alentaa jään sulamispistettä, joten talvella teillä ja jalkakäytävillä käytetään suolan ja hiekan seosta. Hän imeytyy suuri määrä epäpuhtaudet sulaessaan saastuttavat jokia ja puroja. Tiesuola nopeuttaa myös autojen korroosiota ja vahingoittaa teiden viereen istutettuja puita. Kemianteollisuudessa natriumkloridia käytetään raaka-aineena suuren ryhmän kemikaalien valmistuksessa:

suolahaposta;
natrium metalli;
kloorikaasu;
kaustinen sooda ja muut yhdisteet.

Lisäksi ruokasuolaa käytetään saippuan ja väriaineiden valmistuksessa. Sitä käytetään ruoan antiseptisenä aineena sienten, kalan ja vihannesten säilömiseen ja peittaukseen. Kilpirauhasen toimintahäiriöiden torjumiseksi väestössä ruokasuolakaavaa rikastetaan lisäämällä turvallisia jodiyhdisteitä, esimerkiksi KIO 3, KI, NaI. Tällaiset lisäravinteet tukevat kilpirauhashormonin tuotantoa ja estävät endeemisen struuman.

Natriumkloridin merkitys ihmiskeholle

Ruokasuolan kaava, sen koostumus on tullut elintärkeäksi tärkeä ihmisten terveydelle. Natriumionit osallistuvat hermoimpulssien välittämiseen. Kloorianionit ovat välttämättömiä suolahapon tuottamiseksi mahassa. Mutta liiallinen suola ruoassa voi johtaa korkeaan verenpaineeseen ja suurempaan riskiin sairastua sydän- ja verisuonisairauksiin. Lääketieteessä potilaille annetaan fysiologista suolaliuosta, kun verenhukka on suuri. Sen saamiseksi liuotetaan 9 g natriumkloridia litraan tislattua vettä. Ihmiskeho tarvitsee jatkuvan tämän aineen saannin ruoasta. Suola erittyy erityselinten ja ihon kautta. Keskimääräinen natriumkloridipitoisuus ihmiskehossa on noin 200 g pöytäsuolaa kuumissa maissa, mikä on korkeampi hikoilun vuoksi.

Useimmilla kiinteillä aineilla on kiteinen rakenne, joka on tunnusomaista tiukasti määritelty hiukkasten järjestely. Jos yhdistät hiukkaset tavanomaisilla viivoilla, saat tilakehyksen nimeltä kristallihila. Pisteitä, joissa kidehiukkaset sijaitsevat, kutsutaan hilasolmuiksi. Kuvitteellinen hilan solmut voivat sisältää atomeja, ioneja tai molekyylejä.

Solmuissa sijaitsevien hiukkasten luonteesta ja niiden välisen yhteyden luonteesta riippuen erotetaan neljä kidehilaa: ioninen, metallinen, atomi ja molekyyli.

Ioninen kutsutaan hilaksiksi, joiden solmuissa on ioneja.

Ne muodostuvat aineista, joissa on ionisia sidoksia. Tällaisen hilan solmuissa on positiivisia ja negatiiviset ionit, jotka on kytketty toisiinsa sähköstaattisen vuorovaikutuksen avulla.

Ionikidehiloissa on suoloja, emäksiä, oksideja aktiiviset metallit . Ionit voivat olla yksinkertaisia tai monimutkaisia. Esimerkiksi natriumkloridin hilakohdissa on yksinkertaisia natriumioneja Na ja klooria Cl − , ja kaliumsulfaatin hilakohdissa yksinkertaisia kaliumioneja K ja kompleksisia sulfaatti-ioneja S O 4 2 − vuorotellen.

Tällaisissa kiteissä ionien väliset sidokset ovat vahvoja. Siksi ioniset aineet ovat kiinteitä, tulenkestäviä, haihtumattomia. Tällaiset aineet ovat hyviä liuotetaan veteen.

Natriumkloridin kidehila

Natriumkloridikide

Metalli hilat, jotka koostuvat positiivisista ioneista ja metalliatomeista ja vapaista elektroneista.

Ne muodostuvat aineista, joissa on metallisidoksia. Metallihilan solmukohdissa on atomeja ja ioneja (joko atomeja tai ioneja, joihin atomit muuttuvat helposti luovuttaen ulompia elektronejaan yhteiseen käyttöön).

Tällaiset kidehilat ovat ominaisia yksinkertaisille metallien ja metalliseosten aineille.

Metallien sulamispisteet voivat olla erilaisia (elohopean \(–37\) °C:sta kahdesta kolmeentuhanteen asteeseen). Mutta kaikilla metalleilla on ominaisuus metallinen kiilto, muokattavuus, sitkeys, johtaa sähköä hyvin ja lämpöä.

Metallinen kristallihila

Laitteisto

Atomihiloja kutsutaan kidehiloiksi, joiden solmukohdissa on yksittäisiä atomeja, jotka on yhdistetty kovalenttisilla sidoksilla.

Timantilla on tämän tyyppinen hila - yksi hiilen allotrooppisista muunnelmista. Aineisiin, joissa on atomikidehila, kuuluvat mm grafiitti, pii, boori ja germanium sekä monimutkaisia aineita, kuten karborundi SiC ja piidioksidi, kvartsi, vuorikristalli, hiekka, jotka sisältävät piioksidia (\(IV\)) Si O 2.

Tällaisille aineille on tunnusomaista voimakas ja kovuus. Siten timantti on vaikein luonnollinen aine. Aineilla, joissa on atomikidehila, on erittäin korkeat sulamispisteet ja kiehuvaa. Esimerkiksi piidioksidin sulamispiste on \(1728\) °C, kun taas grafiitin sulamispiste on korkeampi - \(4000\) °C. Atomikiteet ovat käytännössä liukenemattomia.

Timanttikidehila

Timantti

Molekyyli Niitä kutsutaan hilaiksi, joiden solmukohdissa on molekyylejä, joita yhdistää heikot molekyylien väliset vuorovaikutukset.

Huolimatta siitä, että molekyylien sisällä olevat atomit on yhdistetty erittäin vahvoilla kovalenttisilla sidoksilla, heikot molekyylien väliset vetovoimat vaikuttavat molekyylien itsensä välillä. Siksi molekyylikiteillä on alhainen lujuus ja kovuus, matalat lämpötilat sulaminen ja kiehuvaa. Monet molekyyliset aineet ovat nesteitä ja kaasuja huoneenlämpötilassa. Tällaiset aineet ovat haihtuvia. Esimerkiksi kiteinen jodi ja kiinteä hiilimonoksidi (\(IV\)) ("kuivajää") haihtuvat muuttumatta nestemäiseksi. Joillakin molekyyliaineilla on haju.

Tämän tyyppisessä ritilässä on yksinkertaiset aineet kiinteässä muodossa aggregaation tila: jalokaasut, joissa on monoatomisia molekyylejä (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn ), sekä epämetallit, joissa on kaksi- ja polyatomiset molekyylit (H2, O2, N2, Cl2, I2, O3, P4, S8).

Niissä on molekyylikidehila myös kovalenttisia polaarisia sidoksia sisältävät aineet: vesi - jää, kiinteä ammoniakki, hapot, ei-metallioksidit. Suurin osa orgaaniset yhdisteet ovat myös molekyylikiteitä (naftaleeni, sokeri, glukoosi).

Ioniyhdisteet (esimerkiksi natriumkloridi NaCl) ovat kovia ja tulenkestäviä, koska niiden ionien varausten ("+" ja "-") välillä on voimakkaita sähköstaattisia vetovoimaa.

Negatiivisesti varautunut kloori-ioni vetää puoleensa paitsi "oman" Na+-ioniaan, vaan myös muita ympärillään olevia natriumioneja. Tämä johtaa siihen, että minkä tahansa ionin lähellä ei ole yhtä vastakkaisen etumerkin omaavaa ionia, vaan useita (kuva 1).

Riisi. 1

Itse asiassa jokaisen kloori-ionin ympärillä on 6 natriumionia ja kunkin natriumionin ympärillä 6 kloori-ionia.

Tätä järjestettyä ionien pakkausta kutsutaan ionikiteeksi. Jos kiteessä eristetään yksittäinen klooriatomi, sitä ympäröivien natriumatomien joukosta ei ole enää mahdollista löytää sitä, jonka kanssa kloori reagoi. Sähköstaattisten voimien vetämänä toisiinsa ionit ovat erittäin haluttomia vaihtamaan sijaintiaan ulkoisen voiman tai lämpötilan nousun vaikutuksesta. Mutta jos lämpötila on erittäin korkea (noin 1500 °C), NaCl haihtuu muodostaen kaksiatomisia molekyylejä. Tämä viittaa siihen, että kovalenttiset sidosvoimat eivät koskaan sammu kokonaan.

Ionikiteille on ominaista korkea sulamislämpötila, yleensä merkittävä kaistaväli, ja niillä on ioninjohtavuus korkeita lämpötiloja ja joukko erityisiä optisia ominaisuuksia (esimerkiksi läpinäkyvyys spektrin lähi-IR-alueella). Ne voidaan rakentaa sekä yksi- että moniatomisista ioneista. Esimerkki ensimmäisen tyypin ionikiteistä on alkali- ja maa-alkalimetallihalogenidien kiteet; anionit on järjestetty tiheän pallomaisen pakkauksen tai tiheän pallomaisen pinoamisen lain mukaan, kationit miehittävät vastaavat tyhjät tilat. Tyypillisimpiä tämän tyyppisiä rakenteita ovat NaCl, CsCl, CaF2. Toisen tyypin ionikiteet on rakennettu samojen metallien yksiatomisista kationeista ja äärellisistä tai äärettömistä anionisista fragmenteista. Terminaaliset anionit (happojäännökset) - NO3-, SO42-, СО32- jne. Happojäännökset voidaan liittää päättömiksi ketjuiksi, kerroksiksi tai muodostaa kolmiulotteisen rungon, jonka onteloissa kationit sijaitsevat, kuten esim. silikaattien kiderakenteissa. Ionikiteille on mahdollista laskea kiderakenteen U energia (katso taulukko), joka on suunnilleen yhtä suuri kuin sublimaatioentalpia; tulokset ovat hyvin sopusoinnussa kokeellisen tiedon kanssa. Born-Meier-yhtälön mukaan kiteelle, joka koostuu muodollisesti yksinkertaisesti varautuneista ioneista:

U = -A/R + Be-R/r - C/R6 - D/R8 + E0

(R on lyhin ionien välinen etäisyys, A on Madelungin vakio, riippuen rakenteen geometriasta, B ja r ovat parametreja, jotka kuvaavat hiukkasten välistä repulsiota, C/R6 ja D/R8 kuvaavat vastaavaa dipoli-dipolia ja dipoli-kvadrupolia ionien vuorovaikutus, E
0 - nollapisteen energia, esim
- elektronivaraus). Kun kationi kasvaa, dipolivuorovaikutusten osuus kasvaa.