Kluczowa różnica między kryształami a quasikryształami polega na tym, że kryształy mają uporządkowaną strukturę, która jest okresowa, podczas gdy quasikryształy mają również uporządkowaną strukturę, która nie jest ściśle okresowa.
Pojęcia kryształy i quasikryształy są przydatne w dziedzinie krystalografii, która podlega chemii przemysłowej. Kryształy to monomeryczne jednostki materiałów krystalicznych, podczas gdy quasikryształy to rodzaje kryształów, które zawierają szeregi atomów, które są uporządkowane, ale nie są ściśle okresowe.
Czym są kryształy?
Kryształy to monomeryczne jednostki materiałów krystalicznych. Te stałe związki krystaliczne zawierają swoje atomy, cząsteczki lub jony ułożone w wysoce uporządkowaną mikroskopijną strukturę. Jednostki te tworzą sieć krystaliczną materiału krystalicznego. Sieć krystaliczna może rozciągać się we wszystkich kierunkach. Dodatkowo możemy zidentyfikować mikroskopijne monokryształy materiałów krystalicznych za pomocą kształtów geometrycznych. Rozważając kształty geometryczne, kryształy składają się z płaskich powierzchni, które mają określone i charakterystyczne orientacje. Ponadto dziedziną badań kryształów jest krystalografia. Proces tworzenia kryształów nazywamy wzrostem kryształów lub krystalizacją.
Rysunek 01: Krystaliczne i niekrystaliczne formy materii
W strukturze krystalicznej atomy, cząsteczki lub jony są rozmieszczone w układzie okresowym. Jednak wszystkie ciała stałe nie są kryształami. Mogą występować substancje niekrystaliczne, jak pokazano na powyższym obrazku. Jeśli weźmiemy pod uwagę wodę, gdy woda zaczyna zamarzać, faza materii zmienia się z ciekłej w stałą, a małe kryształki lodu mają tendencję do wzrostu, aż nastąpi fuzja (która tworzy strukturę polikrystaliczną).
Możemy pokazać komórkę elementarną dla materiału krystalicznego. Komórka elementarna to wyimaginowane pudełko zawierające jeden lub więcej atomów w określonym układzie. Zazwyczaj komórki elementarne mają tendencję do układania się w układ 3D, tworząc kryształ. Możemy rozpoznać kryształy po ich kształcie po twarzach o ostrych kątach.
Krystalizacja to proces, w którym kryształy powstają z płynu lub materiałów rozpuszczonych w płynie. Pole krystalizacji jest bardzo szerokie, ponieważ pojedynczy płyn może zestalać się w wiele różnych form w zależności od warunków. Dlatego jest to dziedzina złożona i intensywnie badana.
Czym są kwazikryształy?
Kwasikryształy to rodzaj kryształów, które zawierają szeregi atomów, które są uporządkowane, ale nie są ściśle okresowe. Dlatego quasikryształy mogą mieć pewne podobieństwa do normalnych kryształów. Podobieństwa między normalnymi kryształami i quasikryształami pokazano poniżej.
Rysunek 02: Quasikryształ (kwazikryształ holmowo-magnezowo-cynkowy)
Zazwyczaj ten rodzaj kryształu jest dobrze znany ze swojej zdolności do wykazywania pięciokrotnej symetrii. Ta symetria jest niemożliwa w normalnych kryształach okresowych. Dlatego Międzynarodowa Unia Krystalografii przedefiniowała „kryształy”, aby uwzględnić szczegóły dotyczące quasikryształów.
Odkrycie quasikryształów miało miejsce w 1982 roku. Powstawanie tych kryształów jest rzadką rzeczą, ponieważ tylko około 100 znanych ciał stałych ma tendencję do tworzenia quasikryształów spośród 400 000 normalnych form okresowych kryształów znanych do 2004 roku. Ponadto Dan Shechtman otrzymał nagrodę Nobla za odkrycie quasikryształów.
Jakie są podobieństwa między kryształami a quasikryształami?
- Kryształy i quasikryształy to rodzaje materiałów krystalicznych.
- Wyświetlają dyskretny wzór w dyfrakcji rentgenowskiej.
- Oboje są w stanie tworzyć kształty o gładkich i płaskich powierzchniach.
Jaka jest różnica między kryształami a quasikryształami?
Pojęcia kryształy i quasikryształy są przydatne w dziedzinie krystalografii. Istnieją między nimi różnice, a także pewne podobieństwa między tymi terminami. Kluczową różnicą między kryształami a quasikryształami jest to, że kryształy mają uporządkowaną strukturę, która jest również okresowa, podczas gdy quasikryształy mają również uporządkowaną strukturę, która nie jest ściśle okresowa.
Poniższa infografika przedstawia różnice między kryształami i quasikryształami w formie tabelarycznej do porównania.
Podsumowanie – Kryształy kontra Quasikryształy
Kwasikryształy to rodzaj kryształów. Różnią się od zwykłych kryształów budową chemiczną. Kluczową różnicą między kryształami a quasikryształami jest to, że kryształy mają uporządkowaną strukturę, która jest również okresowa, podczas gdy quasikryształy mają również uporządkowaną strukturę, która nie jest ściśle okresowa.
