Istnieją trzy podstawowe stany materii: stały, ciekły i gazowy. Są one klasyfikowane na podstawie struktury cząsteczek, jonów i atomów, które są ułożone w odpowiedniej kolejności lub rozproszone. Substancje stałe można dalej na podstawie ich struktury krystalicznej podzielić na krystaliczne i amorficzne. Obie te substancje stałe można rozróżnić na podstawie ich właściwości chemicznych i fizycznych.
Krystaliczny vs amorficzny
Różnica między krystalicznymi a amorficznymi polega na ich budowie. Podczas gdy kryształy mają bardziej stały kształt, a jony są ułożone w określony wzór znany jako sieć krystaliczna. Jednak w przypadku amorfii cząsteczki w ciele stałym są rozproszone i nie są ułożone w określonej kolejności.
Tabela porównawcza między krystalicznym i amorficznym
| Parametr porównania | Krystaliczny | Amorficzny |
| Struktura | Regularne wzorzyste jony | Jony o losowym wzorze |
| Temperatura topnienia | Stała temperatura topnienia | Nie ustalona temperatura topnienia |
| Właściwości fizyczne | Anizotropowy | izotropowy |
| Symetria | Symetryczny | Niesymetryczny |
| Przykład | Kwarc | Szkło |
Co to jest krystaliczny?
Krystaliczne ciało stałe, określane również jako kryształ, to stały materiał, który składa się z atomów lub jonów ułożonych w uporządkowaną mikroskopijną strukturę, która dalej tworzy sieć krystaliczną, która rozprzestrzenia się we wszystkich kierunkach. Wszystkie krystaliczne ciała stałe mają ustaloną temperaturę topnienia. Układ atomów w krysztale jest znany jako struktura krystaliczna. Atomy tworzą układ okresowy. Chociaż nie wszystkie ciała stałe są kryształami.
Strukturę krystaliczną charakteryzują komórki elementarne. Komórki elementarne są następnie układane w stosy w trójwymiarowy format, aby utworzyć kryształ. Kryształy są zwykle rozpoznawane po wyraźnym kształcie, który składa się z płaskiej powierzchni i ostrych kątów. Trudno jest odróżnić kryształy od niekrystalicznych, po prostu je czując lub patrząc na nie. Można je rozróżnić na podstawie ich właściwości chemicznych i fizycznych.
Krystaliczne ciało stałe wymaga ekstremalnej temperatury, aby rozbić swoje siły międzycząsteczkowe. Mają stałą temperaturę wrzenia i topnienia, ponieważ mają jednorodny układ cząsteczek. Chociaż, gdy są cięte w dowolnym kierunku, zmieniają się właściwości fizyczne, dlatego jest to znane jako anizotropowe.
W pewnych przypadkach krystaliczne ciało stałe daje efekt amorficzny w oparciu o proces chłodzenia. Na przykład kwarc jest kryształem z atomami tlenu i krzemu w uporządkowanej formie, ale po schłodzeniu może dać szkło o strukturze A. Często unika się procesu krystalicznego, aby otrzymać amorficzne ciało stałe jako produkt końcowy do celów przemysłowych.
Kryształy można ponadto podzielić na 7 różnych typów w oparciu o sieci i linie, a mianowicie tetragonalne, sześciokątne, rombowe, trygonalne, trójskośne, sześcienne i jednoskośne. Krystaliczne ciało stałe jest również definiowane przez rodzaj cząstek, z których się składają, oraz ich wiązania chemiczne. W oparciu o to krystaliczne ciało stałe może być 4 rodzajów jonowych, kowalencyjnych, metalicznych i molekularnych.
Co to jest amorficzny?
Amorficzny pochodzi od greckiego terminu oznaczającego „bezkształtny”. Mają nieregularne układy cząstek składowych ciała stałego. Bloki te są podobne do podstawowej jednostki strukturalnej, która znajduje się w odpowiedniej fazie krystalicznej podobnego związku.
Bezpostaciowe ciało stałe nie ma odpowiedniego trójwymiarowego, dalekosiężnego uporządkowania materiału krystalicznego. Substancja może być stała lub ciekła, w zależności od połączenia między podstawowymi blokami budulcowymi. Ciała stałe mają wysoki poziom łączności, podczas gdy ciecze mają niski poziom łączności.
Amorficzne ciało stałe nie ma ustalonej temperatury topnienia, a przemiana ciała stałego w ciecz może zachodzić w różnych zakresach temperatur. Amorficzne ciała stałe są na ogół izotropowe (wykonują jednolite właściwości we wszystkich kierunkach).
Każda krystaliczna substancja stała może stać się amorficzna w procesie szybkiego chłodzenia. Nie pozwalają na ułożenie swoich cząstek w formie krystalicznej. Bezpostaciowe ciało stałe może zostać ponownie przekształcone w krystaliczne ciało stałe, które pozostaje przez dłuższy czas poniżej swojej temperatury topnienia. Wewnętrzna struktura substancji amorficznej zbudowana jest z połączonych ze sobą bloków strukturalnych, mają one podobne podobieństwo do materiału krystalicznego.
Amorficzne ciało stałe składa się zarówno z substancji naturalnych, jak i wytworzonych przez człowieka. Najczęstszym przykładem amorficznego, który można zauważyć, jest szkło. Niewiele innych amorficznych ciał stałych to smary filmowe, szkła metaliczne, polimery i żele. Jeśli faza ciekła zostanie szybko schłodzona, każdy materiał może zestalić się w amorficzne ciało stałe.
Główne różnice między krystalicznym i amorficznym
- Krystaliczne ciała stałe są niezwykle strukturą z natury, cząsteczki w ciele stałym są zorganizowane w ułożony wzór, znany również jako sieć krystaliczna. Z drugiej strony, amorficzne ciało stałe nie ma żadnej struktury, cząsteczki w ciele stałym są niezorganizowane.
- Krystaliczne ciało stałe ma ustaloną temperaturę topnienia, ale amorficzne ciało stałe nie ma ustalonej temperatury topnienia. Topią się w różnych temperaturach.
- Krystaliczne ciała stałe są anizotropowe, podczas gdy amorficzne ciała stałe są izotropowe.
- Ciało krystaliczne ma charakter symetryczny, podczas gdy ciało stałe amorficzne ma charakter niesymetryczny.
- Przykładem Crystalline jest kwarc, a przykładem amorficznego jest szkło.
Wniosek
Istnieją trzy stany skupienia materii, a mianowicie ciała stałe, ciecze i gaz. Wszystko zależy od tego, jak blisko lub jak daleko od siebie są upakowane cząsteczki. Substancje stałe dzielą się dalej na dwa szerokie typy, mianowicie krystaliczne i amorficzne. Można je odróżnić na podstawie struktury, temperatury topnienia, właściwości fizycznych i symetrii.
Bryły krystaliczne mają określony kształt i strukturę. Cząsteczki w ciele stałym są ułożone według określonego wzoru. Mają stałą temperaturę topnienia. Krystaliczny jest anizotropowy. Z drugiej strony amorficzny jest również znany jako pseudostały. Cząsteczki wewnątrz nie są ułożone w żaden wzór ani format. Mają różne temperatury topnienia. Mają nieregularny kształt.
Bibliografia
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169409X01000977
- https://books.google.com/books?hl=pl&lr=&id=Pl1b_yhKH-YC&oi=fnd&pg=PP1&dq=crystalline&ots=d7r_cEFX-f&sig=yfunsduS0YhIFEujbVKyNyTgUKc
- https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00018738600101911
- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1659873
