Atomska struktura proti kristalni strukturi
V tem članku je glavni poudarek na notranji ureditvi atoma in kristala. Kar vidimo od zunaj, je posledica notranje razporeditve atomov ali molekul. Včasih se lahko zunanji pogled razlikuje od notranje strukture; vendar nista popolnoma neodvisna drug od drugega.
Atomska zgradba
Atomi so majhni gradniki vseh obstoječih snovi. Tako majhne so, da jih s prostim očesom sploh ne moremo opazovati. Običajno so atomi v območju Angstromov. Ob odkritju subatomskih delcev je bilo naslednje vprašanje za znanstvenike, kako so razporejeni v atomu. Leta 1904 je Thompson predstavil model slivovega pudinga za razlago atomske strukture. To pravi, da so elektroni razpršeni v krogli, kjer so razpršeni tudi pozitivni naboji, ki nevtralizirajo negativne naboje. Razpršitev elektronov je kot razpršenost sliv v pudingu, zato je dobila ime "model slivovega pudinga". Kasneje je Ernest Rutherford izvedel poskus, ki je vodil do natančnejših podrobnosti o atomski strukturi. Izstrelili so alfa delce na tanko zlato folijo in ugotovili naslednje podatke.
• Večina alfa delcev je šla skozi zlato folijo.
• Nekaj delcev se je odklonilo.
• Nekateri alfa delci so se naravnost odbili nazaj.
Ta opazovanja so jim pomagala priti do naslednjih zaključkov.
• Delci alfa so pozitivno nabiti. Večina jih je šla skozi zlato folijo, kar pomeni, da je v notranjosti veliko prostih prostorov.
• Nekateri so bili odklonjeni, ker so šli blizu drugega pozitivnega naboja. Toda število odklonov je zelo majhno, kar pomeni, da so pozitivni naboji koncentrirani na nekaj mestih. In ta kraj je bil imenovan kot jedro.
• Ko delec alfa neposredno naleti na jedro, se neposredno odbije nazaj.
Z zgornjimi ugotovitvami eksperimenta in na podlagi mnogih drugih poznejših poskusov je bila opisana atomska zgradba. Atom je sestavljen iz jedra, ki ima protone in nevtrone. Poleg nevtronov in pozitronov so v jedru še drugi majhni subatomski delci. In tam so elektroni, ki krožijo okoli jedra v orbitalah. Večina prostora v atomu je prazna. Privlačne sile med pozitivno nabitim jedrom (pozitivni naboj zaradi protonov) in negativno nabitimi elektroni ohranjajo obliko atoma.
Kristalna struktura
Kristalna struktura je, kako so atomi ali molekule razporejeni v kristalu. Ta ima tridimenzionalno razporeditev v prostoru. Običajno je v kristalu ponavljajoča se razporeditev določenih atomov ali molekul. Ena od ponavljajočih se enot kristala se imenuje "enotna celica". Zaradi te ponavljajoče se razporeditve je v kristalu vzorec in daljnosežni red. Kristalna struktura je določila številne njegove fizikalne in kemijske lastnosti, kot so struktura elektronskega pasu, cepitev, prosojnost itd. Obstaja sedem sistemov kristalne mreže, ki so kategorizirani glede na njihovo obliko. So kubični, tetragonalni, ortorombični, heksagonalni, trigonalni, triklinski in monoklinski. Glede na lastnosti lahko kristale tudi kategoriziramo kot kovalentne, kovinske, ionske in molekularne kristale.
Kakšna je razlika med atomsko strukturo in kristalno strukturo?
• Atomska struktura daje idejo o obliki atoma in o tem, kako so podatomski delci razporejeni v atomu. Kristalna struktura pove, kako so atomi ali molekule razporejeni v kristalni trdni ali tekočini.
• Celotna atomska struktura je skupna vsem atomom, razen številu podatomskih delcev. Obstaja pa veliko število različic kristalne strukture.
