Razlika između kristalnog i amorfnog oblika

Amorfni i kristalni su dva stanja koja opisuju tipične krute tvari u kemiji. Pomoću eksperimenata s difrakcijom rendgenskih zraka, struktura krutih tvari može se kategorizirati u kristalnu ili amorfnu (nekristalnu).

Čvrsti sastojci su među tri osnovna stanja materije koja uključuju tekućine i plinove. Karakterizira ih kruta struktura molekula, iona i atoma raspoređenih uredno ili neuređeno. Ovi uređeni ili izvanredni aranžmani doveli su do kategorizacije kao amorfne i kristalne i ovaj članak otkriva ključne razlike između dva pojma.

Što je kristalni?

Kristalna kruta tvar je ona u kojoj su sastavne čestice pravilno raspoređene u trodimenzionalnom uzorku zvanom kristalna rešetka s jednakim međumolekularnim silama, a čestice se presijecaju pod kutovima karakterističnim za kristal.

Unutarnja struktura ima izražen geometrijski oblik i pokazuje jasno cijepanje kad se siječe bilo gdje u strukturi. Trodimenzionalni uzorak viđen pomoću X-zraka koristi se za identificiranje krute tvari. Međutim, nije lako otkriti razliku između kristalnih i nekristalnih krutih tvari dodirom na njih. Oni se međusobno razlikuju u mnogim aspektima, uključujući kemijska i fizikalna svojstva.

Kristalnim krutim tvarima (kristalima) potrebne su ekstremne temperature da bi se razbile međumolekularne sile. Imaju određenu toplinu topljenja i tališta zbog ujednačenog rasporeda njihovih komponenata. Lokalno okruženje je također ujednačeno. Međutim, kada se režu u bilo kojem smjeru, fizička svojstva su različita, tako da su poznata kao anizotropna. Kad se rotira oko osi, struktura kristala ostaje ista i naziva se simetričnim rasporedom molekula, atoma ili iona.

Ovisno o procesu hlađenja, neke kristalne krute tvari mogu završiti amorfne. Ostali mogu svoje dijelove uskladiti zbog prisutnosti nečistoća. Također, brzo hlađenje tvari može dovesti do amorfne strukture nepravilnih geometrijskih oblika. Kvarc je, na primjer, kristalno s atomima silikona i kisika na uređen način. Ali kad se brzo ohladi, to može dovesti do stakla amorfne strukture. Obično se događa da se izbjegava proces kristalizacije brzog topljenja tvari da bi se stvorile amorfne krute tvari zbog svoje opsežne industrijske primjene. Guma, polimer i staklo su među savršenim primjerima važnih amorfnih krutih tvari u velikoj mjeri korištenih za njihove goleme prednosti i jedinstvena izotropna svojstva.

Indeks loma, mehanička čvrstoća, toplinska vodljivost i električna vodljivost kristalnih krutih tvari razlikuju se u različitim smjerovima. To je negativna strana ove vrste krutih tvari u usporedbi s nekristalnim krutinama. Dobra strana anisotropske krute tvari je ta što označava savršeno uređenu unutarnju strukturu s ujednačenim silama privlačnosti u kristalnoj rešetki. Prikazuje prava svojstva krutine s dugim redoslijedom i čvrstom strukturom.

Što je amorfno?

Riječ amorfna potječe od grčke riječi amorphous što znači "bez oblika". Ovo je oblik, neuredan i nepravilan raspored sastavnih čestica. Njihove među-molekularne sile nisu iste, niti su udaljenosti između čestica. Kad se cijepe, amorfne čvrste tvari daju fragmente ili zakrivljene površine zbog nepravilnih geometrijskih oblika.

Neke amorfne krute tvari mogu imati dijelove pravilno uređenih obrazaca koji se nazivaju kristaliti. Atomi, ioni ili molekule krutine ovise o procesu hlađenja. Kao što je gore spomenuto, kvarcni kristal razlikuje se od kvarcnog stakla zbog procesa kristalizacije. No, općenito, mnoge amorfne krute tvari imaju neuredan uzorak. Obično ih nazivaju super ohlađenim krutinama jer struktura dijeli neka svojstva s tekućinama. Također, ne pokazuju prava svojstva krutih tvari, ali se ipak pretežno koriste u brojnim primjenama.

Toplinska vodljivost, mehanička čvrstoća, električna vodljivost i indeks loma su isti u svim smjerovima amorfnih krutih tvari. To objašnjava odakle ime izotropno. Čvrsta supstanca nema oštre talište ili određenu toplinu fuzije. Potrebno je primijeniti širok raspon temperature prije nego što se mogu rastopiti zbog nepostojanja naručenog niza komponenata. Nadalje, amorfne krute tvari karakteriziraju kratak raspon. Primjeri amorfnih krutih tvari uključuju polimere, gume, plastiku i staklo.

Ako se neko dugo vrijeme taline ispod svoje talište ostane amorfna kruta tvar, ona se može pretvoriti u kristalnu krutu tvar. Može prikazati ista svojstva koja posjeduju kristalne krute tvari.

Ključne razlike između amorfnog i kristalnog oblika

Struktura kristalnog i amorfnog oblika

Kristalne krute tvari imaju definitivan oblik s pravilno raspoređenim ionima, molekulama ili atomima u trodimenzionalnom uzorku koji se često naziva i kristalna rešetka. Ako su rezani, prikazuju jasno cijepanje s površinama koje se presijecaju pod kutovima koji su karakteristični za kristal. S druge strane, amorfne krute tvari imaju neuredan niz komponenti koje ne pokazuju točno određeni oblik. Kad se režu, pokazuju nepravilne oblike, obično s zakrivljenim površinama. Kristalne komponente su spojene ujednačenim intermolekularnim silama dok se u amorfnim čvrstim tvarima ove sile razlikuju od jednog atoma do drugog..

Tališta kristalnog i amorfnog oblika

Amorfne krute tvari nemaju određeno talište, ali se tope u širokom rasponu temperature zbog nepravilnog oblika. S druge strane, kristalne krute tvari imaju oštro talište.

Fizička svojstva kristalnog i amorfnog oblika

Kristalne krute tvari imaju različitu električnu vodljivost, toplinsku vodljivost, indeks loma i mehaničku čvrstoću unutar kristala u različitim smjerovima, pa ih nazivaju anizotropnima. Amorfni se nazivaju izotropni zbog sličnih fizičkih svojstava iz bilo kojeg smjera.

Primjeri kristalnog i amorfnog oblika

Primjeri kristalne krute tvari uključuju NaCl, šećer i dijamant dok primjeri amorfnih krutih tvari uključuju staklo, gumu i polimere.

Pogledajte tablicu usporedbe za kristalne stihove amorfne dolje:

Sažetak kristalnih stihova amorfan

• Kristalne čvrste tvari imaju pravilan trodimenzionalni uzorak iona, atoma ili molekula dok amorfne čvrste tvari imaju slučajni raspored ovih komponenata
• Kristalne čvrste tvari imaju tačnu talište dok se amorfne krute tvari tope u rasponu temperature
• Amorfne čvrste tvari daju fragmente s nepravilnim uzorcima kada se cijepaju, dok kristalne čvrste supstance pokazuju točno određeni oblik
• Kristalni nazivaju anizotropni zbog različitih fizičkih svojstava u svim smjerovima, dok se amorfni nazivaju izotropni
• Primjeri amorfnih uključuju staklo, a kristalni uključuju dijamant.