Kristālisks pret polikristālu
Lai gan mēs definējam cietās vielas kā kristāliskas vai amorfas, dabā ir maz šo tīro formu piemēru. Lielāko daļu laika tie tiek sajaukti kopā vai veido variācijas. Polikristālisks ir tāda atšķirība no kristāliskām cietām vielām. Šeit mēs detalizēti izpētīsim atšķirības starp kristālisko un polikristālisko.
Kristālisks
Kristālisks var būt kristāls, kas sastāv no kristāla vai līdzināties kristālam. Kristāliskām cietām vielām vai kristāliem ir sakārtota struktūra un simetrija. Atomi, molekulas vai joni kristālos ir sakārtoti noteiktā veidā, tādējādi tiem ir liela attāluma secība. Kristāliskās cietās vielās ir regulārs, atkārtots modelis; tādējādi mēs varam identificēt atkārtotu vienību. Pēc definīcijas “kristāls ir viendabīgs ķīmisks savienojums ar regulāru un periodisku atomu izvietojumu. Piemēri ir halīts, sāls (NaCl) un kvarcs (SiO2). Taču kristāli neaprobežojas tikai ar minerāliem: tie satur lielāko daļu cieto vielu, piemēram, cukuru, celulozi, metālus, kaulus un pat DNS.”1 Kristāli dabā sastopami kā lieli kristāliski ieži uz zemes, piemēram, kvarcs, granīts. Kristālus veido arī dzīvi organismi. Piemēram, kalcītu ražo mīkstmieši. Ir kristāli uz ūdens bāzes sniega, ledus vai ledāju veidā. Kristālus var iedalīt kategorijās pēc to fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Tie ir kovalentie kristāli (piemēram, dimants), metāliski kristāli (piemēram, pirīts), jonu kristāli (piemēram, nātrija hlorīds) un molekulāri kristāli (piemēram, cukurs). Kristāliem var būt dažādas formas un krāsas. Kristāliem ir estētiska vērtība, un tiek uzskatīts, ka tiem piemīt ārstnieciskas īpašības; tādējādi cilvēki tos izmanto juvelierizstrādājumu izgatavošanai.
Izņemot to, ka tās ir kristāls, dažas cietās vielas var līdzināties kristālam, pieņemot dažas no tā īpašībām. Piemēram, tie var būt dzirksti, caurspīdīgi vai dzidri, vai arī to struktūra ir līdzīga kristālam.
Polikristālisks
Šķiet, ka dabā lielāko daļu laika kristāli ir izjaukuši to tālsatiksmes kārtību. Polikristāliskas ir cietas vielas, kas sastāv no daudziem maziem kristāliem. Tie ir sakārtoti dažādās orientācijās, un tos ierobežo ļoti nepilnīgas robežas. Kristāli polikristāliskā cietā vielā ir mikroskopiski, un tos sauc par kristalītiem. Tos sauc arī par graudiem. Ir cietvielas, kas sastāv no viena kristāla, piemēram, dārgakmeņiem, silīcija monokristāliem. Tomēr dabā tie notiek ļoti reti. Lielāko daļu laika cietās vielas ir polikristāliskas. Šādā struktūrā atsevišķu kristālu skaitu satur amorfu cietvielu slānis. Amorfa cieta viela ir cieta viela, kurai nav kristāliskas struktūras. Tas nozīmē, ka tajā struktūrā nav liela attāluma sakārtota atomu, molekulu vai jonu izvietojuma. Tāpēc polikristāliskā struktūrā ir izjaukta liela attāluma kārtība. Piemēram, visi metāli un keramika ir polikristāliski. Tajos secība un orientācija ir ļoti nejauša. To var noteikt pēc polikristāliskas cietās vielas augšanas veida vai apstrādes apstākļiem.
|
Kāda ir atšķirība starp kristālisko un polikristālisko? • Polikristāliskas cietās vielas sastāv no daudzām kristāliskām cietām vielām. • Kristāliskām cietām vielām vai kristāliem ir sakārtotas struktūras un simetrija, bet polikristāliskā struktūrā liela attāluma secība ir izjaukta. • Kristāliskā struktūra ir viendabīga un tai nav robežu, bet polikristāliskā struktūra no tās atšķiras. Tam nav nepārtrauktas struktūras, un tai ir robežas starp graudiem. • Kristālisko struktūru ir grūti izveidot, un dabā tā ir reti sastopama atšķirībā no polikristāliskas struktūras. |
1 Wenk, H. R., Bulakh A., “Minerals: to constitution and origin”, University Press, Cambridge, 2004
