Atomszerkezet vs kristályszerkezet
Ebben a cikkben a fő hangsúly az atom és a kristály belső elrendezésén van. Amit kívülről látunk, az az atomok vagy molekulák belső elrendezésének eredménye. Néha a külső nézet eltérhet a belső szerkezettől; de nem teljesen függetlenek egymástól.
Atomszerkezet
Az atomok az összes létező anyag kis építőkövei. Olyan aprók, hogy szabad szemünkkel nem is tudjuk megfigyelni. Normális esetben az atomok az Angstrom tartományba esnek. A szubatomi részecskék felfedezésével a tudósok következő kérdése az volt, hogy megtudják, hogyan helyezkednek el egy atomban.1904-ben Thompson bemutatta a szilvapuding modellt, hogy megmagyarázza az atomszerkezetet. Ez azt mondta, hogy az elektronok egy olyan gömbben vannak szétszórva, ahol pozitív töltések is vannak szétszórva, hogy semlegesítsék a negatív töltéseket. Az elektronok diszperziója olyan, mint a szilva szórása egy pudingban, ezért kapta a „szilvapuding modell” elnevezést. Később Ernest Rutherford végzett egy kísérletet, amely az atomszerkezet pontosabb részleteinek megállapításához vezetett. Alfa-részecskéket tűztek ki egy vékony aranyfóliára, és a következő adatokat találták ki.
• Az alfa-részecskék többsége áthaladt az aranyfólián.
• Néhány részecske elhajlott.
• Néhány alfa-részecske egyenesen visszapattant.
Ezek a megfigyelések segítettek nekik a következő következtetésekre jutni.
• Az alfa-részecskék pozitív töltésűek. A legtöbbjük áthaladt az aranyfólián, ami azt jelenti, hogy sok szabad hely van benne.
• Néhányan eltértek, mert egy másik pozitív töltés közelében haladtak el. De az elhajlások száma nagyon alacsony, ami azt jelenti, hogy a pozitív töltésűek kevés foltba koncentrálódnak. És ezt a helyet nevezték el magnak.
• Amikor az alfa részecske közvetlenül találkozik egy maggal, közvetlenül visszapattan.
A fenti kísérleti eredményekkel és sok más későbbi kísérlet alapján leírták az atomszerkezetet. Az atom egy magból áll, amely protonokból és neutronokból áll. A neutronokon és pozitronokon kívül más kis szubatomi részecskék is vannak az atommagban. És az atommag körül elektronok keringenek a pályákon. Az atomban a tér nagy része üres. A pozitív töltésű mag (a protonok pozitív töltése) és a negatív töltésű elektronok közötti vonzó erők megtartják az atom alakját.
Kristályszerkezet
A kristályszerkezet az, ahogyan az atomok vagy molekulák elrendeződnek egy kristályban. Ennek háromdimenziós elrendezése van a térben. Normális esetben egy kristályban bizonyos atomok vagy molekulák ismétlődő elrendeződései vannak. A kristályok egyik ismétlődő egységét „egységcellának” nevezik. Ennek az ismétlődő elrendezésnek köszönhetően a kristályban mintázat és nagy hatótávolságú sorrend van. A kristályszerkezet meghatározta számos fizikai és kémiai tulajdonságát, mint például az elektronikus sávszerkezet, a hasítás, az átlátszóság stb. Hét kristályrácsrendszert különböztetünk meg, amelyeket alakjuk alapján kategorizálnak. Ezek köbös, tetragonális, ortorombikus, hatszögletű, trigonális, triklinikus és monoklinikusak. Tulajdonságaik szerint a kristályok kovalens, fémes, ionos és molekuláris kristályokba is sorolhatók.
Mi a különbség az atomszerkezet és a kristályszerkezet között?
• Az atomszerkezet képet ad az atom alakjáról és arról, hogy az atom alatti részecskék hogyan helyezkednek el egy atomban. A kristályszerkezet arról beszél, hogy az atomok vagy a molekulák hogyan helyezkednek el egy kristályos szilárd vagy folyadékban.
• Az általános atomi szerkezet az összes atomra közös, kivéve a szubatomi részecskék számát. De számos kristályszerkezet-variáció létezik.
