Spoznajte, kako oblika kristalov določa različne minerale v družine Minerali kristalizirajo po enem od sedmih motivov, znanih kot kristalni sistemi. Ustvaril in produciral QA International. QA International, 2010. Vse pravice pridržane. www.qa-international.com Oglejte si vse videoposnetke za ta članek
Kristal , kateri koli trden material, v katerem so sestavni atomi razporejeni v določenem vzorcu in katerih površinska pravilnost odraža njegovo notranjo simetrijo.
Definicija trdne snovi se zdi očitna; trdna snov na splošno velja za trdo in trdno. Po pregledu pa opredelitev postane manj enostavna. Kocka masla je na primer po shranjevanju v hladilniku trda in očitno trdna. Ko en dan ostane na kuhinjskem pultu, postane ista kocka precej mehka in ni jasno, ali je treba maslo še vedno šteti za trdno snov. Številni kristali se obnašajo kot maslo, saj so pri nizkih temperaturah trdi, pri višjih pa mehki. Imenujemo jih trdne snovi pri vseh temperaturah pod njihovim tališčem. Možna opredelitev trdnega telesa je predmet, ki ohrani svojo obliko, če ostane nemoten. Ustrezno vprašanje je, kako dolgo predmet ohranja svojo obliko. Zelo viskozna tekočina ohrani obliko eno uro, vendar ne eno leto. Trdna snov mora ohraniti obliko dlje od tega.
Osnovne enote trdnih snovi so bodisi atomi bodisi atomi, ki so se združili v molekule. Elektroni atoma se gibljejo po orbitah, ki tvorijo lupinsko strukturo okoli jedra. Lupine se napolnijo v sistematičnem vrstnem redu, pri čemer vsaka lupina sprejme le majhno število elektronov. Različni atomi imajo različno število elektronov, ki so razporejeni v značilni elektronski strukturi napolnjenih in delno napolnjenih lupin. Razporeditev elektronov atoma določa njegove kemijske lastnosti. Lastnosti trdnih snovi so običajno predvidljive glede na njihove lastnosti predstavljajo atomi in molekule, zato so različne strukture lupin atomov odgovorne za raznolikost trdnih snovi.
kaj hcl pomeni v kemiji
Na primer, vse zasedene lupine atoma argona (Ar) so napolnjene, kar ima za posledico sferično atomsko obliko. V trdnem argonu so atomi razporejeni glede na najbližje pakiranje teh krogel. Atom železa (Fe) ima, nasprotno, eno elektronsko lupino, ki je le delno napolnjena, kar daje atomu neto magnetni moment. Tako je kristalno železo magnet. Kovalentna vez med dvema atomoma ogljika (C) je najmočnejša vez v naravi. Ta močna vez je odgovorna za to, da je diamant najtrše trdne snovi.
Trdna snov je kristalinična, če ima vrstni red na dolge razdalje. Ko so v enem trenutku znani položaji atoma in njegovih sosedov, je mesto vsakega atoma natančno znano po celotnem kristalu. Večini tekočin manjka vrstni red na dolge razdalje, čeprav imajo številni vrstni red kratkega dosega. Kratek razpon je opredeljen kot prva ali druga najbližja soseda atoma. V mnogih tekočinah so atomi prvega soseda razporejeni v isti strukturi kot v ustrezni trdni snovi fazi . Na razdaljah, ki so oddaljene veliko atomov, pa položaji atomov postanejo nekorelirani. Te tekočine, kot je voda, imajo red kratkega dosega, vendar nimajo dolgega reda. Nekatere tekočine imajo lahko vrstni red kratkega dosega v eni smeri in vrstni red velikega dometa v drugo smer; te posebne snovi se imenujejo tekoči kristali. Trdni kristali imajo zaporedje kratkega in dolgega razpona.
Trdne snovi, ki imajo red kratkega dosega, nimajo pa dolgega reda, imenujemo amorfne. Izdela se lahko skoraj vsak material amorfna s hitrim strjevanjem iz taline (staljeno stanje). Ta pogoj je nestabilen in trdna snov bo sčasoma kristalizirala. Če je časovni okvir za kristalizacijo dolg, je amorfno stanje stabilno. Očala so primer amorfnih trdnih snovi. V kristalnem siliciju (Si) je vsak atom tetraedrično vezan na štiri sosede. V amorfnem siliciju (a-Si) obstaja enak vrstni red kratkega dosega, vendar se smeri vezi spremenijo na razdaljah dlje od katerega koli atoma. Amorfni silicij je vrsta steklo . Kvazikristali so še ena vrsta trdnih snovi, ki nimajo dolgega reda.
Večina trdnih materialov, ki jih najdemo v naravi, obstaja v polikristalni obliki in ne kot en sam kristal. Pravzaprav so sestavljeni iz milijonov zrn (majhnih kristalov), ki so zapakirani skupaj, da zapolnijo ves prostor. Vsako posamezno zrno ima drugačno usmeritev kot sosedje. Čeprav znotraj enega zrna obstaja vrstni red na dolgi razdalji, na meji med zrni vrstni red spremeni smer. Tipičen kos železa ali bakra (Cu) je polikristalni. Mono kristali kovin so mehki in voljni , medtem ko so polikristalne kovine trše in močnejše ter industrijsko uporabnejše. Večino polikristalnih materialov lahko po daljši toplotni obdelavi naredimo v velike monokristale. V preteklosti so kovači segrevali kos kovine, da so postali voljni: zaradi vročine nekaj zrn zraste z vključevanjem manjših. Kovači so mehko kovino upogibali v obliko in jo nato nekaj časa razbijali; razbijanje bi spet postalo polikristalno in povečalo njegovo trdnost.
Kristali so razvrščeni v splošne kategorije, kot so izolatorji, kovine, polprevodniki in molekularne trdne snovi. En kristal izolatorja je običajno prozoren in spominja na kos stekla. Kovine so sijoče, razen če so zarjavele. Polprevodniki so včasih sijoči in včasih prozorni, vendar nikoli ne zarjaveli. Številne kristale lahko uvrstimo v eno vrsto trdnih snovi, medtem ko imajo drugi vmesno vedenje. Kadmijev sulfid (CdS) lahko pripravimo v čisti obliki in je odličen izolator; ko se kadmijevemu sulfidu dodajo nečistoče, postane zanimiv polprevodnik. Zdi se, da je bizmut (Bi) kovina, vendar je število elektronov, ki so na voljo za električno prevodnost, podobno številu polprevodnikov. Pravzaprav se bizmut imenuje polmetal. Molekularne trdne snovi so običajno kristali, ki nastanejo iz molekul ali polimerov. Lahko so izolacijske, polprevodniške ali kovinske, odvisno od vrste molekul v kristalu. Nove molekule se nenehno sintetizirajo, iz mnogih pa nastanejo kristali. Število različnih kristalov je ogromno.
Copyright © Vse Pravice Pridržane | asayamind.com