Kristályos vs polikristályos
Bár a szilárd anyagokat kristályosként vagy amorfként határozzuk meg, a természetben kevés példa van ezekre a tiszta formákra. Legtöbbször keverednek, vagy változatokat alkotnak. A polikristályos egy ilyen változata a kristályos szilárd anyagoktól. Itt részletesen megvizsgáljuk a kristályos és a polikristályos közötti különbségeket.
Kristályos
A kristályos lehet kristály, kristályból állhat, vagy kristályra hasonlíthat. A kristályos szilárd anyagok vagy kristályok rendezett szerkezettel és szimmetriával rendelkeznek. A kristályokban lévő atomok, molekulák vagy ionok meghatározott módon vannak elrendezve, így nagy hatótávolságúak. A kristályos szilárd anyagokban szabályos, ismétlődő mintázat van; így ismétlődő egységet tudunk azonosítani. Definíció szerint „a kristály egy homogén kémiai vegyület, amely az atomok szabályos és periodikus elrendezésével rendelkezik. Ilyen például a halit, a só (NaCl) és a kvarc (SiO2). A kristályok azonban nem korlátozódnak az ásványokra: a legtöbb szilárd anyagot tartalmazzák, például cukrot, cellulózt, fémeket, csontokat és még DNS-t is.”1 A kristályok a természetben nagy kristályos kőzetként fordulnak elő a Földön., mint például a kvarc, gránit. A kristályokat élő szervezetek is alkotják. Például a kalcitot puhatestűek termelik. Vannak vízalapú kristályok hó, jég vagy gleccserek formájában. A kristályokat fizikai és kémiai tulajdonságaik szerint osztályozhatjuk. Ezek kovalens kristályok (például gyémánt), fémkristályok (például pirit), ionos kristályok (például nátrium-klorid) és molekuláris kristályok (például cukor). A kristályok különböző formájúak és színűek lehetnek. A kristályoknak esztétikai értéke van, és úgy tartják, hogy gyógyító tulajdonságai vannak; így az emberek ékszerek készítésére használják őket.
A kristályon kívül néhány szilárd anyag hasonlíthat egy kristályra, bizonyos tulajdonságainak átvételével. Lehetnek például szikrázóak, átlátszóak vagy átlátszóak, vagy a kristályhoz hasonló szerkezetűek.
Polikristályos
A természetben az idő nagy részében úgy tűnik, hogy a kristályok megzavarták hosszú távú rendjüket. A polikristályos szilárd anyagok, amelyek sok kisméretű kristályból állnak. Ezek különböző irányban vannak elrendezve, és erősen hibás határok kötik őket. A polikristályos szilárd anyagban lévő kristályok mikroszkopikus méretűek, és ezeket krisztallitoknak nevezik. Ezeket gabonaféléknek is nevezik. Vannak szilárd anyagok, amelyek egykristályból állnak, mint a drágakövek, szilícium egykristályok. Ezek azonban nagyon ritkán fordulnak elő a természetben. A szilárd anyagok legtöbbször polikristályosak. Egy ilyen szerkezetben az egykristályok számát egy amorf szilárd anyagréteg tartja össze. Az amorf szilárd szilárd anyag, amelynek nincs kristályos szerkezete. Vagyis nincs benne atomok, molekulák vagy ionok hosszú távú rendezett elrendezése a szerkezeten belül. Ezért egy polikristályos szerkezetben a hosszú távú rend megbomlott. Például az összes fém és kerámia polikristályos. Ezekben a sorrend és a tájolás nagyon véletlenszerű. Meghatározható a polikristályos szilárd anyag növekedésének módjából vagy a feldolgozási körülményekből.
|
Mi a különbség a kristályos és a polikristályos között? • A polikristályos szilárd anyagok számos kristályos szilárd anyagból állnak. • A kristályos szilárd anyagoknak vagy kristályoknak rendezett szerkezetük és szimmetriájuk van, de a polikristályos szerkezetben a nagy hatótávolságú sorrend megszakadt. • A kristályszerkezet egységes, és nincsenek határai, de a polikristályos szerkezet ettől eltér. Nincs folyamatos szerkezete, és vannak határok a szemcsék között. • A kristályos szerkezetet nehéz előállítani, és a természetben ritka a polikristályos szerkezettel ellentétben. |
1 Wenk, H. R., Bulakh A., „Minerals: their constitution and origin”, University Press, Cambridge, 2004
