Atomic Structure vs Crystal Structure
Σε αυτό το άρθρο, η κύρια εστίαση είναι στην εσωτερική διάταξη ενός ατόμου και ενός κρυστάλλου. Αυτό που βλέπουμε από έξω είναι αποτέλεσμα της εσωτερικής διάταξης των ατόμων ή των μορίων. Μερικές φορές, η εξωτερική όψη μπορεί να είναι διαφορετική από την εσωτερική δομή. αλλά δεν είναι εντελώς ανεξάρτητα μεταξύ τους.
Ατομική Δομή
Τα άτομα είναι τα μικρά δομικά στοιχεία όλων των υπαρχόντων ουσιών. Είναι τόσο μικροσκοπικά που δεν μπορούμε καν να τα παρατηρήσουμε με γυμνό μάτι. Κανονικά, τα άτομα βρίσκονται στην περιοχή Angstrom. Με την ανακάλυψη των υποατομικών σωματιδίων, το επόμενο ερώτημα για τους επιστήμονες ήταν να βρουν πώς είναι διατεταγμένα σε ένα άτομο. Το 1904, ο Thompson παρουσίασε το μοντέλο της πουτίγκας δαμάσκηνου για να εξηγήσει την ατομική δομή. Αυτό είπε ότι τα ηλεκτρόνια είναι διασκορπισμένα σε μια σφαίρα όπου υπάρχουν επίσης θετικά φορτία διασκορπισμένα για να εξουδετερώσουν τα αρνητικά φορτία. Η διασπορά των ηλεκτρονίων είναι σαν τη διασπορά δαμάσκηνων σε μια πουτίγκα, εξ ου και πήρε το όνομα «μοντέλο πουτίγκας δαμάσκηνου». Αργότερα ο Ernest Rutherford έκανε ένα πείραμα που οδήγησε στην εύρεση ακριβέστερων λεπτομερειών για την ατομική δομή. Έριξαν σωματίδια άλφα σε ένα λεπτό φύλλο χρυσού και ανακάλυψαν τα ακόλουθα δεδομένα.
• Τα περισσότερα από τα σωματίδια άλφα πέρασαν από το φύλλο χρυσού.
• Λίγα από τα σωματίδια εκτράπηκαν.
• Μερικά από τα σωματίδια άλφα αναπήδησαν ευθεία.
Αυτές οι παρατηρήσεις τους βοήθησαν να καταλήξουν στα ακόλουθα συμπεράσματα.
• Τα σωματίδια άλφα είναι θετικά φορτισμένα. Τα περισσότερα από αυτά περνούσαν μέσα από το φύλλο χρυσού σημαίνει ότι υπάρχουν πολλοί ελεύθεροι χώροι μέσα.
• Μερικά εκτρέπονταν επειδή περνούσαν κοντά σε άλλο θετικό φορτίο. Αλλά ο αριθμός των παραμορφώσεων είναι πολύ χαμηλός, που σημαίνει ότι τα θετικά φορτισμένα συγκεντρώνονται σε λίγα σημεία. Και αυτό το μέρος ονομάστηκε ως ο πυρήνας.
• Όταν το σωματίδιο άλφα συναντά απευθείας έναν πυρήνα, αναπηδά απευθείας.
Με τα παραπάνω ευρήματα του πειράματος και με βάση πολλά άλλα μεταγενέστερα πειράματα, περιγράφηκε η ατομική δομή. Το άτομο αποτελείται από έναν πυρήνα, ο οποίος έχει πρωτόνια και νετρόνια. Εκτός από τα νετρόνια και τα ποζιτρόνια, υπάρχουν και άλλα μικρά υποατομικά σωματίδια στον πυρήνα. Και υπάρχουν ηλεκτρόνια που κάνουν κύκλους γύρω από τον πυρήνα σε τροχιακά. Το μεγαλύτερο μέρος του χώρου σε ένα άτομο είναι κενό. Οι ελκτικές δυνάμεις μεταξύ του θετικά φορτισμένου πυρήνα (θετικό φορτίο λόγω πρωτονίων) και των αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων διατηρούν το σχήμα του ατόμου.
Κρυσταλλική Δομή
Κρυσταλλική δομή είναι ο τρόπος με τον οποίο τα άτομα ή τα μόρια είναι διατεταγμένα σε έναν κρύσταλλο. Αυτό έχει μια τρισδιάστατη διάταξη στο χώρο. Κανονικά, σε έναν κρύσταλλο, υπάρχει μια επαναλαμβανόμενη διάταξη ορισμένων ατόμων ή μορίων. Μία από τις επαναλαμβανόμενες μονάδες ενός κρυστάλλου ονομάζεται «μοναδιαίο κελί». Λόγω αυτής της επαναλαμβανόμενης διάταξης, υπάρχει ένα σχέδιο και μια σειρά μεγάλης εμβέλειας σε έναν κρύσταλλο. Η κρυσταλλική δομή καθόρισε πολλές από τις φυσικές και χημικές ιδιότητές του όπως η δομή της ηλεκτρονικής ταινίας, η διάσπαση, η διαφάνεια κ.λπ. Υπάρχουν επτά συστήματα κρυσταλλικού πλέγματος, τα οποία κατηγοριοποιούνται με βάση το σχήμα τους. Είναι κυβικά, τετραγωνικά, ορθορομβικά, εξαγωνικά, τριγωνικά, τρικλινικά και μονοκλινικά. Σύμφωνα με τις ιδιότητες, οι κρύσταλλοι μπορούν επίσης να κατηγοριοποιηθούν σε ομοιοπολικούς, μεταλλικούς, ιοντικούς και μοριακούς κρυστάλλους.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της ατομικής δομής και της κρυσταλλικής δομής;
• Η ατομική δομή δίνει μια ιδέα για το σχήμα ενός ατόμου και πώς τα υποατομικά σωματίδια είναι διατεταγμένα σε ένα άτομο. Η κρυσταλλική δομή λέει για το πώς τα άτομα ή τα μόρια είναι διατεταγμένα σε ένα κρυσταλλικό στερεό ή ένα υγρό.
• Η συνολική ατομική δομή είναι κοινή για όλα τα άτομα εκτός από τον αριθμό των υποατομικών σωματιδίων. Αλλά υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός παραλλαγών κρυσταλλικής δομής.
