Typy kryštálov: tvary a štruktúry

Tvary a štruktúry kryštálov

Walter Geiersperger/Getty Images

Existuje viac ako jeden spôsob, ako kategorizovať kryštál. Dve najbežnejšie metódy sú zoskupiť ich podľa ich kryštalickej štruktúry a zoskupiť ich podľa ich chemických/fyzikálnych vlastností.

Kryštály zoskupené podľa mriežok (tvar)

Existuje sedem systémov kryštálových mriežok.

Kubický alebo izometrický:Tie nie sú vždy v tvare kocky. Nájdete tu aj osemsteny (osem stien) a dvanásťsteny (10 stien). Tetragonálny:Podobné ako kubické kryštály, ale dlhšie pozdĺž jednej osi ako druhej, tieto kryštály tvoria dvojité pyramídy a hranoly. Ortorombické:Podobne ako štvoruholníkové kryštály, s výnimkou štvorcového prierezu (pri pohľade na kryštál na konci), tieto kryštály tvoria kosoštvorcové hranoly alebo dipyramídy ( dve pyramídy zlepené). Šesťhranné:Keď sa pozriete na kryštál na konci, prierez je šesťhranný hranol alebo šesťuholník. Trigonal:Tieto kryštály majú jedinú 3-násobnú os rotácie namiesto 6-násobnej osi šesťuholníkového delenia. Triklinika:Tieto kryštály zvyčajne nie sú symetrické z jednej strany na druhú, čo môže viesť k pomerne zvláštnym tvarom. Monoklinika: Lako šikmé tetragonálne kryštály, tieto kryštály často tvoria hranoly a dvojité pyramídy.

Toto je veľmi zjednodušenépohľad na kryštálové štruktúry. Okrem toho môžu byť mriežky primitívne (len jeden bod mriežky na bunku) alebo neprimitívne (viac ako jeden bod mriežky na bunku). Kombináciou 7 kryštálových systémov s 2 typmi mriežok sa získa 14 Bravaisových mriežok (pomenovaných podľa Augusta Bravaisa, ktorý v roku 1850 vypracoval mriežkové štruktúry).

Kryštály zoskupené podľa vlastností

Existujú štyri hlavné kategórie kryštálov, ktoré sú zoskupené podľa ich chemických a fyzikálne vlastnosti .

Kovalentné kryštály:Kovalentný kryštál má pravdu Kovalentné väzby medzi všetkými atómami v kryštáli. Kovalentný kryštál si môžete predstaviť ako jeden veľký molekula . Mnohé kovalentné kryštály majú extrémne vysoké teploty topenia. Príklady kovalentných kryštálov zahŕňajú kryštály diamantu a sulfidu zinočnatého. Kovové kryštály:Jednotlivé kovové atómy kovových kryštálov sedia na miestach mriežky. To ponecháva vonkajšie elektróny týchto atómov voľne plávať okolo mriežky. Kovové kryštály majú tendenciu byť veľmi husté a majú vysoké teploty topenia. Iónové kryštály:Atómy iónových kryštálov sú držané pohromadeelektrostatické sily(iónové väzby). Iónové kryštály sú tvrdé a majú relatívne vysoké teploty topenia. Stolová soľ (NaCl) je príkladom tohto typu kryštálu. Molekulové kryštály:Tieto kryštály obsahujú vo svojich štruktúrach rozpoznateľné molekuly. Molekulárny kryštál je držaný pohromade nekovalentnými interakciami, ako sú van der Waalsove sily alebo vodíkové väzby . Molekulové kryštály majú tendenciu byť mäkké s relatívne nízkymi teplotami topenia. Rockový cukrík , kryštalická forma stolového cukru alebo sacharózy, je príkladom molekulárneho kryštálu.

Kryštály môžu byť tiež klasifikované ako piezoelektrické alebo feroelektrické. Piezoelektrické kryštály vyvíjajú dielektrickú polarizáciu po vystavení elektrickému poľu. Feroelektrické kryštály sa permanentne polarizujú po vystavení dostatočne veľkému elektrickému poľu, podobne ako feromagnetické materiály v magnetickom poli.

Rovnako ako u mriežkového klasifikačného systému, tento systém nie je úplne narezaný a vysušený. Niekedy je ťažké kategorizovať kryštály ako patriace do jednej triedy na rozdiel od druhej. Tieto široké zoskupenia vám však poskytnú určité pochopenie štruktúr.

Zdroje

• Pauling, Linus (1929). 'Princípy určujúce štruktúru komplexných iónových kryštálov.' J. Am. Chem. Soc. 51 (4): 1010-1026. doi:10.1021/ja01379a006
• Petrenko, V. F.; Whitworth, R. W. (1999). Fyzika ľadu . Oxford University Press. ISBN 9780198518945.
• West, Anthony R. (1999). Základná chémia pevných látok (2. vydanie). Wiley. ISBN 978-0-471-98756-7.