Atomu struktūra pret kristāla struktūru
Šajā rakstā galvenā uzmanība tiek pievērsta atoma un kristāla iekšējam izvietojumam. Tas, ko mēs redzam no ārpuses, ir atomu vai molekulu iekšējās izkārtojuma rezultāts. Dažreiz ārējais skats var atšķirties no iekšējās struktūras; bet tie nav pilnīgi neatkarīgi viens no otra.
Atomu struktūra
Atomi ir visu esošo vielu mazie pamatelementi. Tie ir tik mazi, ka mēs pat nevaram novērot ar neapbruņotu aci. Parasti atomi atrodas Angstrom diapazonā. Atklājot subatomiskās daļiņas, nākamais jautājums zinātniekiem bija noskaidrot, kā tās ir izkārtotas atomā.1904. gadā Tompsons prezentēja plūmju pudiņa modeli, lai izskaidrotu atomu struktūru. Tas teica, ka elektroni ir izkliedēti sfērā, kur ir arī izkliedēti pozitīvi lādiņi, lai neitralizētu negatīvos lādiņus. Elektronu izkliede ir kā plūmju izkliedēšana pudiņā, tāpēc ieguva nosaukumu "plūmju pudiņa modelis". Vēlāk Ernests Rezerfords veica eksperimentu, kura rezultātā tika atrasta precīzāka informācija par atoma struktūru. Viņi izšāva alfa daļiņas plānā zelta folijā un uzzināja šādus datus.
• Lielākā daļa alfa daļiņu izgāja cauri zelta folijai.
• Dažas daļiņas tika novirzītas.
• Dažas alfa daļiņas taisni atlēca atpakaļ.
Šie novērojumi viņiem palīdzēja izdarīt šādus secinājumus.
• Alfa daļiņas ir pozitīvi uzlādētas. Lielākā daļa no tām tika izietas cauri zelta folijai, tāpēc iekšpusē ir daudz brīvas vietas.
• Daži tika novirzīti, jo tie gāja garām cita pozitīva lādiņa tuvumā. Bet novirzes skaits ir ļoti mazs, kas nozīmē, ka pozitīvi uzlādētie ir koncentrēti dažos punktos. Un šī vieta tika nosaukta par kodolu.
• Kad alfa daļiņa tieši saskaras ar kodolu, tā tieši atlec atpakaļ.
Izmantojot iepriekšminētos eksperimenta rezultātus un pamatojoties uz daudziem citiem vēlākiem eksperimentiem, tika aprakstīta atomu struktūra. Atoms sastāv no kodola, kurā ir protoni un neitroni. Izņemot neitronus un pozitronus, kodolā ir arī citas mazas subatomu daļiņas. Un elektroni riņķo ap kodolu orbitālēs. Lielākā daļa vietas atomā ir tukša. Pievilcīgie spēki starp pozitīvi lādētu kodolu (pozitīvs lādiņš protonu dēļ) un negatīvi lādētajiem elektroniem saglabā atoma formu.
Kristāla struktūra
Kristāla struktūra ir veids, kā atomi vai molekulas ir izvietotas kristālā. Tam ir trīsdimensiju izvietojums telpā. Parasti kristālā atkārtojas noteiktu atomu vai molekulu izkārtojums. Viena no kristāla vienībām, kas atkārtojas, tiek nosaukta par “vienības šūnu”. Šī atkārtotā izkārtojuma dēļ kristālā ir raksts un liela diapazona secība. Kristāla struktūra noteica daudzas tā fizikālās un ķīmiskās īpašības, piemēram, elektronisko joslu struktūru, šķelšanos, caurspīdīgumu utt. Pastāv septiņas kristāla režģa sistēmas, kuras ir iedalītas kategorijās, pamatojoties uz to formu. Tie ir kubiski, tetragonāli, ortorombiski, sešstūraini, trigonāli, triklīniski un monoklīniski. Pēc īpašībām arī kristālus var iedalīt kovalentos, metāliskos, jonu un molekulāros kristālos.
Kāda ir atšķirība starp atomu struktūru un kristāla struktūru?
• Atomu struktūra sniedz priekšstatu par atoma formu un to, kā atomā ir izvietotas subatomu daļiņas. Kristāla struktūra stāsta par to, kā atomi vai molekulas ir izkārtojušās kristāliskā cietā vielā vai šķidrumā.
• Vispārējā atomu struktūra ir kopīga visiem atomiem, izņemot subatomisko daļiņu skaitu. Taču pastāv liels skaits kristāla struktūras variāciju.
