Ključna razlika med kristali in kvazikristali je, da imajo kristali urejeno strukturo, ki je periodična, medtem ko imajo kvazikristali tudi urejeno strukturo, ki ni strogo periodična.
Izraza kristali in kvazikristali sta uporabna na področju kristalografije, ki spada v industrijsko kemijo. Kristali so monomerne enote kristalnih materialov, medtem ko so kvazikristali vrste kristalov, ki vsebujejo nize atomov, ki so urejeni, vendar niso strogo periodični.
Kaj so kristali?
Kristali so monomerne enote kristalnih materialov. Te trdne kristalne spojine vsebujejo svoje atome, molekule ali ione, razporejene v visoko urejeno mikroskopsko strukturo. Te enote tvorijo kristalno mrežo kristalnega materiala. Kristalna mreža se lahko razteza v vse smeri. Poleg tega lahko identificiramo mikroskopske posamezne kristale kristalnih materialov z uporabo geometrijskih oblik. Če upoštevamo geometrijske oblike, so kristali sestavljeni iz ravnih ploskev, ki imajo specifične in značilne usmeritve. Poleg tega je področje proučevanja kristalov kristalografija. Proces nastajanja kristalov imenujemo kristalna rast ali kristalizacija.
Slika 01: Kristalne in nekristalne oblike snovi
V kristalni strukturi so atomi, molekule ali ioni razporejeni v periodični razporeditvi. Vendar vse trdne snovi niso kristali. Obstajajo lahko nekristalne snovi, kot je prikazano na zgornji sliki. Če upoštevamo vodo, ko voda začne zmrzovati, se faza snovi spremeni iz tekoče v trdno in majhni ledeni kristali težijo k rasti, dokler ne pride do fuzije (ki tvori polikristalno strukturo).
Pokažemo lahko enotsko celico za kristalni material. Enotna celica je namišljena škatla, ki vsebuje enega ali več atomov v določeni razporeditvi. Običajno se enotske celice zlagajo v 3D razporeditev in tvorijo kristal. Kristale prepoznamo po obliki glede na ploskve z ostrimi koti.
Kristalizacija je proces, pri katerem nastanejo kristali iz tekočine ali raztopljenih materialov v tekočini. Področje kristalizacije je zelo široko, ker se lahko posamezna tekočina strdi v veliko različnih oblik, odvisno od pogojev. Zato je to kompleksno in obsežno raziskano področje.
Kaj so kvazikristali?
Kvazikristali so vrsta kristalov, ki vsebujejo nize atomov, ki so urejeni, vendar niso strogo periodični. Zato imajo lahko kvazikristali nekaj podobnosti z običajnimi kristali. Podobnosti med običajnimi kristali in kvazikristali so prikazane spodaj.
Slika 02: Kvazikristal (kvazikristalna struktura holmij-magnezij-cink)
Običajno je ta vrsta kristala znana po svoji sposobnosti petkratne simetrije. Ta simetrija je v normalnih periodičnih kristalih nemogoča. Zato je Mednarodna zveza za kristalografijo na novo opredelila "kristale", da bi vključila podrobnosti o kvazikristalih.
Odkritje kvazikristalov se je zgodilo leta 1982. Tvorba teh kristalov je redka stvar, saj le približno 100 znanih trdnih snovi nagiba k tvorbi kvazikristalov med 400.000 normalnimi periodičnimi kristalnimi oblikami, znanimi do leta 2004. Še več, Dan Shechtman je prejel Nobelovo nagrado za odkritje kvazikristalov.
Kakšne so podobnosti med kristali in kvazikristali?
- Kristali in kvazikristali so vrste kristalnega materiala.
- Prikažejo diskretni vzorec v rentgenski difrakciji.
- Oba lahko tvorita oblike z gladkimi in ravnimi ploskvami.
Kakšna je razlika med kristali in kvazikristali?
Izraza kristali in kvazikristali sta uporabna na področju kristalografije. Med njima so razlike, pa tudi nekaj podobnosti med tema izrazoma. Ključna razlika med kristali in kvazikristali je, da imajo kristali urejeno strukturo, ki je prav tako periodična, medtem ko imajo kvazikristali tudi urejeno strukturo, ki ni strogo periodična.
Spodnja infografika navaja razlike med kristali in kvazikristali v obliki tabele za vzporedno primerjavo.
Povzetek – Kristali proti kvazikristalom
Kvazikristali so vrsta kristalov. Od navadnih kristalov se razlikujejo po kemični strukturi. Ključna razlika med kristali in kvazikristali je, da imajo kristali urejeno strukturo, ki je prav tako periodična, medtem ko imajo kvazikristali tudi urejeno strukturo, ki ni strogo periodična.
