Az atom- és kristályszerkezet közötti különbség

Atomi szerkezet vs. kristályszerkezet

Ebben a cikkben a hangsúly az atom és a kristály belső elrendezésére összpontosít. Amit kívülről látunk, az atomok vagy molekulák belső elrendezésének eredménye. Időnként a külső nézet eltérhet a belső struktúrától; de nem teljesen függetlenek egymástól.

Atomszerkezet

Az atomok az összes létező anyag kis építőelemei. Olyan apróak, hogy még szabad szemmel sem tudjuk megfigyelni. Az atomok általában az Angstrom tartományban vannak. A szubatomi részecskék felfedezésével a tudósok következő kérdése az volt, hogy megtudják, hogyan vannak-e atomban elrendezve. 1904-ben Thompson bemutatta a szilva puding modellt az atom szerkezetének magyarázata céljából. Ez azt mondta, hogy az elektronok egy olyan gömbön vannak szétszórva, ahol vannak pozitív töltések is, amelyek a negatív töltések semlegesítésére vannak szétszórva. Az elektronok diszperziója olyan, mint a szilva szórása egy pudingban, ezért a “szilva puding modell” elnevezést kapta. Később Ernest Rutherford kísérletet végzett, amely pontosabb részleteket talált az atomszerkezetre vonatkozóan. Az alfa-részecskéket egy vékony aranyfóliába lőttek és a következő adatokból derült ki.

• Az alfa-részecskék nagy része átjutott az arany fólián.

• A részecskék közül kevés elhajlott.

• Az alfa részecskék egy része visszahúzódott.

Ezek a megfigyelések segítették őket a következő következtetések levonásában.

• Az alfa-részecskék pozitív töltésűek. Legtöbbjük áthaladt az arany fólián, tehát sok szabad hely van a belsejében.

• Néhányan eltolódtak, mert egy másik pozitív töltés mellett haladtak át. De az eltérések száma nagyon alacsony, ami azt jelenti, hogy a pozitív töltésű kevés foltra koncentrálódnak. És ezt a helyet magnak nevezték.

• Ha az alfa-részecske közvetlenül találkozik egy atommaggal, akkor közvetlenül visszafordul.

A fenti kísérleti eredményekkel és sok más későbbi kísérlet alapján az atomszerkezet leírásra került. Az atom atommagból áll, amely protonokkal és neutronokkal rendelkezik. A neutronokon és a pozitronokon kívül a magban más apró szubatomos részecskék is vannak. És vannak elektronok, amelyek keringnek a mag körül az orbitális területeken. Egy atom tér nagy része üres. A pozitívan töltött atommag (a protonok miatti pozitív töltés) és a negatív töltésű elektronok közötti vonzó erők fenntartják az atom alakját.

Kristályszerkezet

A kristályszerkezet az atomok vagy a molekulák kristályban történő elrendezését jelenti. Ennek a térben háromdimenziós elrendezése van. Általában egy kristályban bizonyos atomok vagy molekulák ismétlődő elrendezése van. A kristály egyik ismétlődő egységét „egységcellának” nevezik. Ezen ismétlődő elrendezés miatt van egy minta és egy nagy hatótávolságú sorrend a kristályban. A kristályszerkezet számos fizikai és kémiai tulajdonságát meghatározta, mint például az elektronikus sávszerkezet, a hasadás, az átlátszóság stb. Hét kristályrácsrendszer létezik, amelyeket alakjuk szerint osztályoznak. Ezek köbös, tetragonális, orthorombikus, hatszögletű, trigonális, triklinikus és monoklinikusak. A tulajdonságok szerint a kristályokat kovalens, fém, ionos és molekuláris kristályokba is sorolhatjuk.