Η βασική διαφορά μεταξύ κρυστάλλων και οιονεί κρυστάλλων είναι ότι οι κρύσταλλοι έχουν μια διατεταγμένη δομή που είναι περιοδική, ενώ οι οιονεί κρύσταλλοι έχουν επίσης μια διατεταγμένη δομή που δεν είναι αυστηρά περιοδική.
Οι όροι κρύσταλλοι και οιονεί κρύσταλλοι είναι χρήσιμοι στον τομέα της κρυσταλλογραφίας που εμπίπτει στη βιομηχανική χημεία. Οι κρύσταλλοι είναι οι μονομερείς μονάδες κρυσταλλικών υλικών, ενώ οι οιονεί κρύσταλλοι είναι τύποι κρυστάλλων που περιέχουν σειρές ατόμων που είναι με διατεταγμένο τρόπο αλλά δεν είναι αυστηρά περιοδικές.
Τι είναι οι Κρύσταλλοι;
Οι κρύσταλλοι είναι οι μονομερείς μονάδες κρυσταλλικών υλικών. Αυτές οι στερεές κρυσταλλικές ενώσεις περιέχουν τα άτομα, τα μόρια ή τα ιόντα τους διατεταγμένα σε μια εξαιρετικά διατεταγμένη μικροσκοπική δομή. Αυτές οι μονάδες αποτελούν το κρυσταλλικό πλέγμα του κρυσταλλικού υλικού. Το κρυσταλλικό πλέγμα μπορεί να εκτείνεται προς όλες τις κατευθύνσεις. Επιπλέον, μπορούμε να αναγνωρίσουμε μικροσκοπικούς μονοκρυστάλλους κρυσταλλικών υλικών χρησιμοποιώντας γεωμετρικά σχήματα. Όταν εξετάζουμε γεωμετρικά σχήματα, οι κρύσταλλοι αποτελούνται από επίπεδες όψεις που έχουν συγκεκριμένους και χαρακτηριστικούς προσανατολισμούς. Επιπλέον, το πεδίο μελέτης των κρυστάλλων είναι η κρυσταλλογραφία. Ονομάζουμε τη διαδικασία σχηματισμού των κρυστάλλων κρυσταλλική ανάπτυξη ή κρυστάλλωση.
Εικόνα 01: Κρυσταλλικές και μη κρυσταλλικές μορφές ύλης
Στην κρυσταλλική δομή, τα άτομα, τα μόρια ή τα ιόντα είναι διατεταγμένα σε περιοδική διάταξη. Ωστόσο, όλα τα στερεά δεν είναι κρύσταλλοι. Μπορεί να υπάρχουν μη κρυσταλλικές ουσίες, όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα. Εάν λάβουμε υπόψη το νερό όταν το νερό αρχίζει να παγώνει, η φάση της ύλης αλλάζει από υγρή σε στερεή και οι μικροί κρύσταλλοι πάγου τείνουν να αναπτύσσονται μέχρι να συμβεί η σύντηξη (η οποία σχηματίζει μια πολυκρυσταλλική δομή).
Μπορούμε να δείξουμε μια μονάδα κυψέλης για κρυσταλλικό υλικό. Το κελί μονάδας είναι ένα φανταστικό πλαίσιο που περιέχει ένα ή περισσότερα άτομα σε μια συγκεκριμένη διάταξη. Συνήθως, τα κελιά μονάδας τείνουν να στοιβάζονται σε μια διάταξη 3D, σχηματίζοντας έναν κρύσταλλο. Μπορούμε να αναγνωρίσουμε τους κρυστάλλους από το σχήμα τους σύμφωνα με τις όψεις που έχουν έντονες γωνίες.
Κρυστάλλωση είναι η διαδικασία από την οποία σχηματίζονται κρύσταλλοι από ένα ρευστό ή διαλυμένα υλικά σε ένα ρευστό. Το πεδίο της κρυστάλλωσης είναι πολύ ευρύ επειδή ένα μεμονωμένο ρευστό μπορεί να στερεοποιηθεί σε πολλές διαφορετικές μορφές ανάλογα με τις συνθήκες. Επομένως, είναι ένα σύνθετο και εκτενώς μελετημένο πεδίο.
Τι είναι οι Quasicrystals;
Οι οιονεί κρύσταλλοι είναι ένας τύπος κρυστάλλων που περιέχει σειρές ατόμων που είναι με διατεταγμένο τρόπο αλλά δεν είναι αυστηρά περιοδικοί. Επομένως, οι οιονεί κρύσταλλοι μπορεί να έχουν κάποιες ομοιότητες με τους κανονικούς κρυστάλλους. Οι ομοιότητες μεταξύ των κανονικών κρυστάλλων και των οιονεί κρυστάλλων φαίνονται παρακάτω.
Εικόνα 02: Ένας οιονείκρυσταλλος (οιονείκρυσταλλος ολμίου-μαγνήσιου-ψευδαργύρου)
Τυπικά, αυτός ο τύπος κρυστάλλου είναι γνωστός για την ικανότητά του να δείχνει πενταπλάσια συμμετρία. Αυτή η συμμετρία είναι αδύνατη σε κανονικούς περιοδικούς κρυστάλλους. Επομένως, η Διεθνής Ένωση Κρυσταλλογραφίας έχει επαναπροσδιορίσει τους «κρύσταλλους» ώστε να περιλαμβάνει λεπτομέρειες σχετικά με τους οιονεί κρυστάλλους.
Η ανακάλυψη των οιονεί κρυστάλλων έγινε το 1982. Ο σχηματισμός αυτών των κρυστάλλων είναι κάτι σπάνιο επειδή μόνο περίπου 100 γνωστά στερεά τείνουν να σχηματίζουν οιονεί κρυστάλλους μεταξύ των 400.000 κανονικών περιοδικών κρυστάλλων που ήταν γνωστές μέχρι το 2004. Επιπλέον, ο Dan Shechtman έλαβε το βραβείο Νόμπελ για την ανακάλυψη των οιονεί κρυστάλλων.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ των κρυστάλλων και των οιονεί κρυστάλλων;
- Οι κρύσταλλοι και οι οιονεί κρύσταλλοι είναι τύποι κρυσταλλικού υλικού.
- Εμφανίζουν ένα διακριτό μοτίβο στην περίθλαση ακτίνων Χ.
- Και τα δύο μπορούν να σχηματίσουν σχήματα με λείες και επίπεδες όψεις.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των κρυστάλλων και των οιονεί κρυστάλλων;
Οι όροι κρύσταλλοι και οιονεί κρύσταλλοι είναι χρήσιμοι στον τομέα της κρυσταλλογραφίας. Υπάρχουν διαφορές μεταξύ τους καθώς και ορισμένες ομοιότητες μεταξύ αυτών των όρων. Η βασική διαφορά μεταξύ κρυστάλλων και οιονεί κρυστάλλων είναι ότι οι κρύσταλλοι έχουν μια διατεταγμένη δομή που είναι επίσης περιοδική, ενώ οι οιονεί κρύσταλλοι έχουν επίσης μια διατεταγμένη δομή που δεν είναι αυστηρά περιοδική.
Το παρακάτω infographic παραθέτει τις διαφορές μεταξύ κρυστάλλων και οιονεί κρυστάλλων σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Κρύσταλλοι vs Quasicrystals
Οι οιονεί κρύσταλλοι είναι ένας τύπος κρυστάλλων. Διαφέρουν από τους συνηθισμένους κρυστάλλους ανάλογα με τη χημική τους δομή. Η βασική διαφορά μεταξύ κρυστάλλων και οιονεί κρυστάλλων είναι ότι οι κρύσταλλοι έχουν μια διατεταγμένη δομή που είναι επίσης περιοδική, ενώ οι οιονεί κρύσταλλοι έχουν επίσης μια διατεταγμένη δομή που δεν είναι αυστηρά περιοδική.
