Что такое кристалл?

Кристалл состоит из вещества, образованного упорядоченным расположением атомов, молекул или ионов. Образующаяся решетка простирается в трех измерениях.

Поскольку есть повторяющиеся единицы, кристаллы имеют узнаваемую структуру. Большие кристаллы имеют плоские области (грани) и четко определенные углы.

Кристаллы с очевидными плоскими гранями называются идиоморфными кристаллами, а кристаллы без определенных граней называются анэдральными. кристаллы. Кристаллы, состоящие из упорядоченных массивов атомов, которые не всегда являются периодическими, называются квазикристаллами.

Слово «кристалл» происходит от древнегреческого слова krustallos , что означает и «горный хрусталь», и «лед». Научное изучение кристаллов называется кристаллографией.

Примеры

Примеры повседневных материалов, с которыми вы сталкиваетесь в виде кристаллов, — это поваренная соль (натрий кристаллы хлорида или галита), сахар (сахароза) и снежинки. Многие драгоценные камни представляют собой кристаллы, в том числе кварц и алмаз.

Есть также много материалов, которые напоминают кристаллы, но на самом деле являются поликристаллами. Поликристаллы образуются, когда микроскопические кристаллы сливаются вместе, образуя твердое тело. Эти материалы не состоят из упорядоченных решеток.

Примеры поликристаллов включают лед, множество металлических образцов и керамику. Еще меньшую структуру имеют аморфные твердые тела, имеющие неупорядоченную внутреннюю структуру. Примером аморфного твердого вещества является стекло, которое может напоминать кристалл при огранке, но не является таковым.

Химические связи

Типы химических связей, образующихся между атомами или группами атомов в кристаллах, зависят от их размера и электроотрицательности. Существует четыре категории кристаллов, сгруппированных по их связыванию:

  1. Ковалентные кристаллы: ковалентные атомы кристаллы связаны ковалентными связями. Чистые неметаллы образуют ковалентные кристаллы (например, алмаз), как и ковалентные соединения (например, сульфид цинка).
  2. Молекулярные кристаллы: целые молекулы связаны друг с другом в организованно. Хорошим примером является кристалл сахара, который содержит молекулы сахарозы.
  3. Металлические кристаллы: Металлы часто образуют металлические кристаллы, в которых некоторые валентные электроны могут свободно перемещаться. по всей решетке. Железо, например, может образовывать различные металлические кристаллы.
  4. Ионные кристаллы: Электростатические силы образуют ионные связи. Классический пример — кристалл галита или соли.

Кристаллические решетки

Существует семь систем кристаллических структур , которые также называются решетками или пространственными решетками:

  1. Кубический или изометрический: Эта форма включает октаэдры и додекаэдры, а также кубы.
  2. Тетрагональные: Эти кристаллы образуют призмы и двойные пирамиды. Структура похожа на кубический кристалл, за исключением того, что одна ось длиннее другой.
  3. Орторомбическая: это ромбические призмы и дипирамиды, похожие на тетрагоны, но без квадратного креста. -сечения.
  4. Шестиугольник: шестигранные призмы с поперечным сечением шестиугольника.
  5. Тригональный: Эти кристаллы имеют тройную ось.
  6. Triclinic: Кристаллы Triclinic обычно не симметричны.
  7. Моноклинный: эти кристаллы напоминают перекошенные четырехугольные формы.

Решетки могут иметь одну точку решетки на ячейку или более один, что дает в общей сложности 14 типов кристаллической решетки Браве. Решетки Браве, названные в честь физика и кристаллографа Огюста Браве, описывают трехмерный массив, состоящий из набора дискретных точек.

Вещество может образовывать более одной кристаллическая решетка. Например, вода может образовывать шестиугольный лед (например, снежинки), кубический лед и ромбоэдрический лед. Он также может образовывать аморфный лед.

Углерод может образовывать алмаз (кубическая решетка) и графит (гексагональная решетка).

Как образуются кристаллы

Процесс формирования кристалла называется кристаллизацией. Кристаллизация обычно происходит, когда твердый кристалл вырастает из жидкости или раствора.

Когда горячий раствор охлаждается или насыщенный раствор испаряется, частицы сближаются достаточно близко для образования химических связей. формировать. Кристаллы также могут образовываться в результате осаждения непосредственно из газовой фазы. Жидкие кристаллы обладают упорядоченно ориентированными частицами, как твердые кристаллы, но при этом способны течь.

Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий