Razlika med kristalnim in amorfnim

Amorfni in kristalni sta dve stanji, ki opisujeta značilne trdne snovi v kemiji. Z poskusi difrakcije z rentgenskimi žarki lahko strukturo trdnih snovi razvrstimo v kristalno ali amorfno (nekristalno).

Trdne snovi spadajo med tri osnovna stanja materije, ki vključujejo tekočine in pline. Zanje je značilna toga zgradba molekul, ionov in atomov, urejenih urejeno ali neurejeno. Ti urejeni ali neurejeni dogovori so privedli do kategorizacije kot amorfne in kristalne in ta članek razkriva ključne razlike med obema izrazoma.

Kaj je kristalni?

Kristalna trdna snov je tista, v kateri so sestavni delci pravilno razporejeni v tridimenzionalnem vzorcu, imenovanem kristalna rešetka z enakomernimi medmolekulskimi silami, delci pa se sekajo pod koti, značilnimi za kristal.

Notranja konstrukcija ima izrazito geometrijsko obliko in kaže jasen razkol, ko ga razrežemo kjer koli v strukturi. Tridimenzionalni vzorec, ki ga vidimo z rentgenskimi žarki, se uporablja za identifikacijo trdne snovi. Kljub temu ni enostavno zaznati razlike med kristalnimi in nekristaličnimi trdnimi snovmi z dotikom. Med seboj se razlikujejo po številnih vidikih, vključno s kemičnimi in fizikalnimi lastnostmi.

Kristalne trdne snovi (kristali) potrebujejo ekstremne temperature, da razbijejo medmolekulske sile. Zaradi enakomerne razporeditve komponent imajo toploto zlitja in tališča. Tudi lokalno okolje je enotno. Vendar pa so fizične lastnosti, ko jih razrežemo v katero koli smer, drugačne, zato jih poznamo kot anizotropne. Ko se vrti okoli osi, struktura kristalov ostane enaka in se imenuje kot simetrična razporeditev molekul, atomov ali ionov.

Nekatere kristalne trdne snovi so lahko amorfne, odvisno od postopka hlajenja. Drugi pa lahko svoje sestavne dele poravnajo zaradi prisotnosti nečistoč. Hitro hlajenje snovi lahko privede do amorfne strukture z nepravilnimi geometrijskimi oblikami. Kremen je, na primer, urejen kristalno z atomi silikona in kisika. Toda, ko se hitro ohladi, lahko to povzroči steklo amorfne strukture. Ponavadi se zgodi, da se postopku kristalizacije izognemo tako, da se snovi s hitro topljenjem tvorijo amorfne trdne snovi zaradi obsežne industrijske uporabe. Guma, polimer in steklo so med popolnimi primeri pomembnih amorfnih trdnih snovi, ki se večinoma uporabljajo za njihove velike prednosti in edinstvene izotropne lastnosti.

Indeks loma, mehanska trdnost, toplotna prevodnost in električna prevodnost kristalnih trdnih snovi se razlikujejo v različnih smereh. To je slaba stran teh vrst trdnih snovi v primerjavi z nekristalnimi trdnimi snovmi. Dobra stran anizotropne trdne snovi je, da označuje odlično urejeno notranjo strukturo z enakomernimi silami privlačnosti v kristalni rešetki. Prikaže resnične lastnosti trdne snovi z dolgim ​​razponom in togo strukturo.

Kar je amorfno?

Beseda amorfna izhaja iz grške besede amorphous, ki pomeni "brez oblike". To je brezformna, neurejena in nepravilna razporeditev sestavnih delcev trdne snovi. Njihove med-molekularne sile niso enake, prav tako niso razdalje med delci. Ko se amorfne trdne snovi razcepijo, nastanejo drobci ali ukrivljene površine zaradi nepravilnih geometrijskih oblik.

Nekatere amorfne trdne snovi imajo lahko dele urejenih vzorcev, ki jih imenujemo kristaliti. Atomi, ioni ali molekule trdne snovi so odvisni od postopka hlajenja. Kot že omenjeno, se kremenčev kristal razlikuje s kremenčevim steklom zaradi procesa kristalizacije. Toda na splošno ima veliko amorfnih trdnih snovi neurejen vzorec. Običajno jih imenujemo super ohlajena trdna snov, ker ima struktura nekaj lastnosti s tekočinami. Prav tako ne kažejo pravih lastnosti trdnih snovi, vendar se kljub temu večinoma uporabljajo v številnih aplikacijah.

Toplotna prevodnost, mehanska trdnost, električna prevodnost in indeks loma so enaki v vseh smereh amorfnih trdnih snovi. To pojasni, od kod izotropno ime. Trdne snovi nimajo ostrih tališč ali točno določene toplotne fuzije. Preden se lahko stopijo, je treba uporabiti širok razpon temperature zaradi odsotnosti urejenega niza komponent. Poleg tega je za amorfne trdne snovi značilen red kratkega dosega. Primeri amorfnih trdnih snovi vključujejo polimere, gumo, plastiko in steklo.

Če se dolgo časa pusti amorfna trdna masa pod tališčem, se lahko spremeni v kristalno trdno snov. Lahko prikazuje iste lastnosti, ki jih imajo kristalne trdne snovi.

Ključne razlike med amorfnim in kristalnim

Struktura kristalnih in amorfnih

Kristalne trdne snovi imajo točno določeno obliko z urejenimi ioni, molekuli ali atomi v tridimenzionalnem vzorcu, ki se pogosto imenuje kristalna rešetka. Če jih razrežemo, prikazujejo jasno razcepitev s površinami, ki se sekajo pod koti, ki so značilni za kristal. Amorfne trdne snovi imajo na drugi strani neurejen niz sestavnih delov, ki ne kažejo točno določene oblike. Ko so rezani, kažejo nepravilne oblike, ponavadi z ukrivljenimi površinami. Kristalne komponente so združene z enotnimi medmolekulskimi silami, medtem ko se v amorfnih trdnih snoveh te sile razlikujejo od enega atoma do drugega.

Tališča kristalnega in amorfnega

Amorfne trdne snovi nimajo točno določenih tališč, vendar se zaradi nepravilne oblike topijo v širokem območju temperature. Kristalne trdne snovi imajo na drugi strani močno tališče.

Fizikalne lastnosti kristalnih in amorfnih

Kristalne trdne snovi imajo različno električno prevodnost, toplotno prevodnost, lomni indeks in mehansko trdnost znotraj kristala v različnih smereh, zato jih imenujemo anizotropne. Amorfne imenujemo izotropne zaradi podobnih fizikalnih lastnosti iz katere koli smeri.

Primeri kristalnih in amorfnih

Primeri kristalne trdne snovi vključujejo NaCl, sladkor in diamant, medtem ko primeri amorfnih trdnih snovi vključujejo steklo, gumo in polimere.

Glej primerjalni grafikon kristalnih verzov Amorphous spodaj:

Povzetek kristalnih verzov Amorfen

• Kristalne trdne snovi imajo pravilen tridimenzionalni vzorec ionov, atomov ali molekul, medtem ko imajo amorfne trdne snovi naključno razporeditev teh komponent
• Kristalne trdne snovi imajo natančno tališče, medtem ko se amorfne trdne snovi topijo v območju temperature
• Amorfne trdne snovi pri cepljenju dajejo drobce z nepravilnimi vzorci, kristalne trdne snovi pa imajo točno določeno obliko
• Kristalni imenujemo anizotropni zaradi različnih fizikalnih lastnosti v vseh smereh, medtem ko se amorfni imenujejo izotropni
• Primeri amorfnih vključujejo steklo, kristalinični pa vključujejo diamant.