ANG MGA KRISTAL NA SOLIDO: ISTRAKTURA, KATANGIAN, URI, HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2025

Ang mga kristal na solido ay ang mga na ang mga mikroskopiko na istraktura ay pinagsunod-sunod at sumunod sa isang natatanging pattern para sa isang partikular na sala-sala; halimbawa: kubiko, heksagonal, triclinic, rhombohedral, bukod sa iba pa.

Ang mga solido na ito ay sinasabing umiiral bilang mga kristal, pagpapakita ng mga facet at geometric na disenyo na sumasalamin kung paano maayos ang loob nito. Ang iba pang mga halimbawa ng crystalline solids ay brilyante, kuwarts, anthracene, dry ice, potassium chloride, o magnesium oxide.

Isang kristal na malinaw na bar ng brown sugar. Pinagmulan: Pixabay.

Ang isang kilalang pares ng crystalline solids ay ang asukal at asin (NaCl). Sa unang sulyap, parehong nagpapakita ng mga puting kristal; ngunit ang kanilang mga pag-aari ay naiiba nang malaki. Ang asukal ay isang solidong mala-kristal na kristal, habang ang asin ay isang ionic crystalline solid. Ang una ay binubuo ng mga molekulang sucrose; at ang pangalawa, ng Na ⁺ at Cl ^- ions .

Ang imahe sa itaas ay nagbibigay ng isang sulyap kung paano maaaring maging maliwanag ang mga kristal na asukal. Gayunpaman, ang mga kristal sa asin ay hindi malayo sa likuran. Bagaman ang asukal at asin ay parang mga kapatid, ang kanilang mga istraktura ay naiiba: asukal, na kung saan ay sukatan, ay may monoclinic na istraktura; habang asin, isang kubiko na istraktura.

Crystal na istraktura ng sodium chloride, NaCl

Ang pulbos na asukal at asin (tcing) ay nananatiling malinaw na kristal; ang mga kristal nito ay nakakuha lamang ng napakaliit sa aming mga mata. Ang pagkikristal ng isang solid, samakatuwid, ay higit na tinukoy sa pamamagitan ng panloob na istraktura, kaysa sa panlabas na hitsura o ningning nito.

Istraktura ng mala-kristal na solids

Ang maayos na mga istruktura ng mala-kristal na solids. Pinagmulan: Gabriel Bolívar.

Ang mga crystalline solids ay nag-order ng mga istruktura. Ang kanilang mga geometric na katangian ay depende sa uri ng crystalline lattice na kinabibilangan nila, na kung saan ay inaasahang externally sa mga kristal na hugis (crystalline system). Ang tuktok na imahe ay naglalarawan ng dalawang mahahalagang konsepto ng naturang mga istruktura: ang pag-iipon ng panahon at mala-kristal na butil.

Ang spatial na pag-order ng mga particle ng isang crystalline solid ay pana-panahong; iyon ay, paulit-ulit itong paulit-ulit sa lahat ng mga direksyon. Lumilikha ito ng sariling pattern ng istruktura para sa bawat solid at crystal na sala-sala; halimbawa, ito ay kung saan nagsisimula ang pag-iba ng asin at asukal na lampas sa kanilang likas na kemikal.

Sa A ang mga rhombus ay nakaayos upang mapataas ang isang mas malaking rhombus. Ang bawat lilang lila ay kumakatawan sa isang maliit na butil o isang hanay ng mga particle (atoms, ions o molekula). Kaya, ang isang macroscopic crystal ng A ay maaaring inaasahan na magkaroon ng isang hitsura ng rhombohedral.

Samantala, sa B ang mga rhombus ay nakaayos sa isang paraan na nagmula sa mga butil ng mala-kristal; ito ay napakaliit na mga kristal (crystallites). Ang B pagkatapos ay sinabi na isang polycrystalline solid; iyon ay, nabuo ito ng pag-iipon ng maraming mga crystallite.

Sa konklusyon, ang isang solid ay maaaring maging mala-kristal (A), o polycrystalline (B); Isang form na mga kristal, habang ang mga B polycrystals.

Ari-arian

Ang mga katangian ng crystalline solids ay nakasalalay sa kanilang uri ng kristal. Alam na na ang kanilang mga istraktura ay maayos, at may posibilidad din nilang ipakita ang mga maliliit na tampok na mahilig sa pagmamahal ng mga mineral. Gayunpaman, nabanggit na ang isang pulbos na solid, kahit na "off", ay maaari ding maiuri bilang mala-kristal.

Ang paraan kung saan ang kanilang mga particle ay spatially oriented ay nagbibigay-daan sa kanila na magkaroon ng ilang mahahalagang katangian para sa kanilang pagkatao. Halimbawa, ang mga kristal na solido ay may kakayahang pag-iiba ng mga X-ray, na lumilikha ng pagkakaiba-iba ng spectra mula sa kung saan maaaring matukoy ang mikroskopikong istraktura ng isang kristal.

Gayundin, dahil ang istraktura ay pana-panahon, ang init ay nagkakalat sa parehong paraan sa buong solid; basta walang mga impurities na kasangkot. Kaya, ang mga natutunaw na puntos para sa isang kristal na solid ay palaging, at hindi nag-iiba kahit gaano pa sila nasukat.

Mga uri ng mala-kristal na solido

Ang mga uri ng mga mala-kristal na solido ay batay sa kung anong uri ng mga partikulo na gawa sa mga ito at kung ano ang kanilang mga pakikipag-ugnay o bono. Mayroong mahalagang apat na uri: ionic, metal, molekular at covalent network.

Kahit na ipinakita nila ang isang tiyak na antas ng mga impurities, patuloy silang maging mala-kristal, kahit na ang kanilang mga pag-aari ay apektado at hindi nila ipinapakita ang parehong mga halaga na inaasahan para sa isang purong solid.

Ionics

Ang asin ay isang halimbawa ng isang ionic crystalline solid, dahil binubuo ito ng Na ⁺ at Cl ^- ions . Samakatuwid, sa ganitong uri ng solids ang ionic bond ay namamahala: ito ang mga puwersa ng electrostatic na namamahala sa pag-order ng istruktura.

Metallic

Ang lahat ng mga metal na metal ay bumubuo ng mga kristal na metal. Nangangahulugan ito na, halimbawa, ang isang pilak na tinidor ay isang kalipunan ng mga fused na crystal na pilak. Ang panloob o mikroskopikong istraktura ay pareho sa bawat pulgada ng bagay, at nananatiling hindi nagbabago mula sa hawakan ng tinidor hanggang sa dulo ng mga ngipin.

Molekular

Ang asukal ay isang halimbawa ng isang molekular na kristal na solid, dahil binubuo ito ng mga molekulang sucrose. Samakatuwid, ang uri ng solid na ito ay binubuo ng mga molekula, na sa pamamagitan ng kanilang mga intermolecular na pakikipag-ugnayan (at hindi mga covalent bond) ay namamahala upang magtatag ng isang nakaayos na istraktura.

Mga network ng Covalent

Sa wakas, mayroon kaming mga mala-kristal na solids ng mga network ng covalent. Ang mga covalent bond ay namamayani sa kanila, dahil responsable sila sa pagtaguyod ng isang order at pinapanatili ang mga atoms na mariing naayos sa kani-kanilang mga posisyon sa spatial. Hindi kami nagsasalita ng mga ions, atoms o molekula, ngunit ng mga three-dimensional network.

Mga halimbawa

Susunod, at sa wakas, ang ilang mga halimbawa ay mababanggit para sa bawat isa sa mga uri ng mala-kristal na solido.

Ionics

Ang lahat ng mga asing asin ay ionic solids. Gayundin, mayroong mga sulfide, hydroxides, oxides, halides, at iba pang mga compound na binubuo din ng mga ion, o ang kanilang mga pakikipag-ugnay ay mahalagang ionic. Kaya mayroon kami:

-KCl

-Case ₄

-Ba (OH) ₂

-CASE ₄

-FeCl ₃

-Na ₂ S

-MgO

-CaF ₂

-NaHCO ₃

- (NH ₄ ) ₂ CrO ₄

Bilang karagdagan sa mga halimbawang ito, ang karamihan ng mga mineral ay itinuturing na ionic crystalline solids.

Metallic

Ang anumang elemento ng metal ay nangyayari nang natural bilang mga kristal ng metal. Ang ilan sa kanila ay:

-Copper

-Ako

-Aluminum

-Chrome

-Metal hydrogen (sa ilalim ng hindi maipalabas na presyon)

-Tungsten

-Zirconium

-Titanium

-Magnesiyo

-Sodium

Molekular

Mayroong isang mahusay na iba't ibang mga molekular na kristal na solido. Halos anumang organikong compound na solidify ay magtatatag ng mga kristal kung ang kadalisayan nito ay mataas, o kung ang istraktura nito ay hindi masyadong masalimuot. Kaya mayroon kami:

-Ako (H ₂ O)

-Dry ice (CO ₂ )

-Ako ₂

-P ₄

-S ₈ (at ang mga polymorph nito)

-Anthracene

-Solid oxygen

-Solid ammonia

-Phenolphthalein

-Benzoic acid

Mga network ng Covalent

At sa wakas, kasama ng ilang mga mala-kristal na solids ng mga covalent network na mayroon kami:

-Diamond

-Graphite

-Carbon nanotubes

-Fullerenos

-Quartz

-Silicon

-Germanium

-Boron nitride

Mula sa listahang ito, ang mga carbon nanotubes at fullerenes ay maaari ding isaalang-alang bilang molekular na kristal na solido. Ito ay dahil, kahit na binubuo sila ng mga com na may karbon na mga atom, tinukoy nila ang mga yunit na maaaring ma-visualize bilang mga macromolecules (mga bola ng soccer at tubes).

Mga Sanggunian

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemistry (Ika-8 ed.). CENGAGE Pag-aaral.
2. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
3. Wikipedia. (2020). Crystal. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
4. Chemistry LibreTexts. (Hunyo 16, 2019). Crystalline at Amorphous Solids. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org
5. Rachel Bernstein at Anthony Carpi. (2020). Mga Katangian ng Solid. Nabawi mula sa: visionlearning.com