Crystalline vs Polycrystalline
Αν και ορίζουμε τα στερεά ως κρυσταλλικά ή άμορφα, στη φύση υπάρχουν λίγα παραδείγματα αυτών των καθαρών μορφών. Τις περισσότερες φορές, αναμειγνύονται μεταξύ τους ή σχηματίζουν παραλλαγές. Το πολυκρυσταλλικό είναι μια τέτοια παραλλαγή από τα κρυσταλλικά στερεά. Εδώ, θα εξετάσουμε λεπτομερώς τις διαφορές μεταξύ κρυσταλλικού και πολυκρυσταλλικού.
Crystalline
Το κρυστάλλινο μπορεί να είναι κρύσταλλο, που αποτελείται από κρύσταλλο ή μοιάζει με κρύσταλλο. Τα κρυσταλλικά στερεά ή οι κρύσταλλοι έχουν διατεταγμένες δομές και συμμετρία. Τα άτομα, τα μόρια ή τα ιόντα στους κρυστάλλους είναι διατεταγμένα με συγκεκριμένο τρόπο, επομένως έχουν μια σειρά μεγάλης εμβέλειας. Στα κρυσταλλικά στερεά, υπάρχει ένα κανονικό, επαναλαμβανόμενο σχέδιο. Έτσι, μπορούμε να αναγνωρίσουμε μια επαναλαμβανόμενη μονάδα. Εξ ορισμού, «ένας κρύσταλλος είναι μια ομοιογενής χημική ένωση με κανονική και περιοδική διάταξη ατόμων. Παραδείγματα είναι ο αλίτης, το αλάτι (NaCl) και ο χαλαζίας (SiO2). Ωστόσο, οι κρύσταλλοι δεν περιορίζονται στα μέταλλα: περιλαμβάνουν τα περισσότερα στερεά υλικά όπως ζάχαρη, κυτταρίνη, μέταλλα, οστά, ακόμη και DNA., όπως χαλαζίας, γρανίτης. Οι κρύσταλλοι σχηματίζονται και από ζωντανούς οργανισμούς. Για παράδειγμα, ο ασβεστίτης παράγεται από μαλάκια. Υπάρχουν κρύσταλλοι με βάση το νερό με τη μορφή χιονιού, πάγου ή παγετώνων. Οι κρύσταλλοι μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ανάλογα με τις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες. Είναι ομοιοπολικοί κρύσταλλοι (π.χ. διαμάντι), μεταλλικοί κρύσταλλοι (π.χ. πυρίτης), ιονικοί κρύσταλλοι (π.χ. χλωριούχο νάτριο) και μοριακοί κρύσταλλοι (π.χ. ζάχαρη). Οι κρύσταλλοι μπορούν να έχουν διαφορετικά σχήματα και χρώματα. Οι κρύσταλλοι έχουν αισθητική αξία και πιστεύεται ότι έχουν θεραπευτικές ιδιότητες. Έτσι, οι άνθρωποι τα χρησιμοποιούν για να κάνουν κοσμήματα.
Εκτός από το να είναι κρύσταλλος, ορισμένα στερεά μπορεί να μοιάζουν με κρύσταλλο υιοθετώντας ορισμένες από τις ιδιότητές του. Για παράδειγμα, μπορεί να είναι αστραφτερά, διαφανή ή διαυγή ή να έχουν δομή παρόμοια με κρύσταλλο.
Πολυκρυσταλλικό
Στη φύση, τις περισσότερες φορές, οι κρύσταλλοι φαίνεται να έχουν διαταράξει τη σειρά μεγάλης εμβέλειάς τους. Τα πολυκρυσταλλικά είναι στερεά που αποτελούνται από πολλούς αριθμούς μικρών κρυστάλλων. Αυτά είναι διατεταγμένα σε διαφορετικούς προσανατολισμούς και δεσμεύονται από εξαιρετικά ελαττωματικά όρια. Οι κρύσταλλοι σε ένα πολυκρυσταλλικό στερεό είναι μικροσκοπικοί και είναι γνωστοί ως κρυσταλλίτες. Αυτά είναι επίσης γνωστά ως δημητριακά. Υπάρχουν στερεά, τα οποία αποτελούνται από ένα μόνο κρύσταλλο όπως πολύτιμοι λίθοι, μονοκρύσταλλα πυριτίου. Ωστόσο, αυτά συμβαίνουν πολύ σπάνια στη φύση. Τις περισσότερες φορές τα στερεά είναι πολυκρυσταλλικά. Σε μια δομή όπως αυτή, ένας αριθμός μεμονωμένων κρυστάλλων συγκρατείται από ένα στρώμα άμορφων στερεών. Το άμορφο στερεό είναι ένα στερεό που δεν έχει κρυσταλλική δομή. Δηλαδή, δεν έχει μεγάλης εμβέλειας διατεταγμένη διάταξη ατόμων, μορίων ή ιόντων εντός της δομής. Επομένως, σε μια πολυκρυσταλλική δομή, η σειρά μεγάλης εμβέλειας έχει διαταραχθεί. Για παράδειγμα, όλα τα μέταλλα και τα κεραμικά είναι πολυκρυσταλλικά. Σε αυτά, η σειρά και ο προσανατολισμός είναι πολύ τυχαίοι. Μπορεί να προσδιοριστεί από τον τρόπο με τον οποίο έχει αναπτυχθεί το πολυκρυσταλλικό στερεό ή από τις συνθήκες επεξεργασίας.
|
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Κρυσταλλικού και Πολυκρυσταλλικού; • Τα πολυκρυσταλλικά στερεά αποτελούνται από πολλούς αριθμούς κρυσταλλικών στερεών. • Τα κρυσταλλικά στερεά ή οι κρύσταλλοι έχουν διατεταγμένες δομές και συμμετρία, αλλά, σε μια πολυκρυσταλλική δομή, η σειρά μεγάλης εμβέλειας έχει διαταραχθεί. • Η κρυσταλλική δομή είναι ομοιόμορφη και δεν έχει όρια, αλλά η πολυκρυσταλλική δομή διαφέρει από αυτό. Δεν έχει συνεχή δομή και έχει όρια μεταξύ των κόκκων. • Η κρυσταλλική δομή είναι δύσκολο να παραχθεί και είναι σπάνια στη φύση σε αντίθεση με την πολυκρυσταλλική δομή. |
1 Wenk, H. R., Bulakh A., “Minerals: their constitution and origin”, University Press, Cambridge, 2004
