Struktura atomowa a struktura krystaliczna
W tym artykule główny nacisk kładziony jest na wewnętrzny układ atomu i kryształu. To, co widzimy z zewnątrz, jest wynikiem wewnętrznego ułożenia atomów lub cząsteczek. Czasami widok zewnętrzny może różnić się od struktury wewnętrznej; ale nie są one całkowicie niezależne od siebie.
Struktura atomowa
Atomy to małe elementy budulcowe wszystkich istniejących substancji. Są tak malutkie, że nie możemy ich nawet obserwować gołym okiem. Zwykle atomy znajdują się w zakresie Angstremów. Wraz z odkryciem cząstek subatomowych kolejnym pytaniem dla naukowców było znalezienie sposobu ich ułożenia w atomie. W 1904 Thompson przedstawił model budyniu śliwkowego, aby wyjaśnić strukturę atomową. To powiedziało, że elektrony są rozproszone w sferze, w której są również rozproszone ładunki dodatnie, aby zneutralizować ładunki ujemne. Rozproszenie elektronów jest jak rozproszenie śliwek w budyniu, stąd nazwa „model budyniu śliwkowego”. Później Ernest Rutherford przeprowadził eksperyment, który doprowadził do odkrycia dokładniejszych szczegółów dotyczących struktury atomowej. Wystrzelili cząstki alfa do cienkiej złotej folii i odkryli następujące dane.
• Większość cząstek alfa przeszła przez złotą folię.
• Niewiele cząstek zostało odwróconych.
• Niektóre cząstki alfa odbiły się prosto.
Te obserwacje pomogły im dojść do następujących wniosków.
• Cząstki alfa są naładowane dodatnio. Większość z nich przechodziła przez złotą folię, co oznacza, że wewnątrz jest dużo wolnych miejsc.
• Niektóre zostały odbite, ponieważ przelatywały w pobliżu innego ładunku dodatniego. Jednak liczba ugięć jest bardzo niska, co oznacza, że ładunki dodatnie są skoncentrowane w kilku miejscach. I to miejsce zostało nazwane jądrem.
• Gdy cząsteczka alfa bezpośrednio napotyka jądro, odbija się bezpośrednio z powrotem.
Dzięki powyższym odkryciom eksperymentu i na podstawie wielu innych późniejszych eksperymentów opisana została struktura atomowa. Atom składa się z jądra, które zawiera protony i neutrony. Oprócz neutronów i pozytonów w jądrze znajdują się inne małe cząstki subatomowe. A wokół jądra na orbitalach krążą elektrony. Większość przestrzeni w atomie jest pusta. Siły przyciągania między dodatnio naładowanym jądrem (dodatni ładunek protonowy) a ujemnie naładowanymi elektronami utrzymują kształt atomu.
Struktura kryształu
Struktura kryształu to sposób ułożenia atomów lub cząsteczek w krysztale. Ma trójwymiarowy układ w przestrzeni. Zwykle w krysztale występuje powtarzający się układ pewnych atomów lub cząsteczek. Jedna z powtarzających się jednostek kryształu nazywana jest „komórką elementarną”. Z powodu tego powtarzającego się układu w krysztale występuje wzór i porządek dalekiego zasięgu. Struktura kryształu determinowała wiele jego właściwości fizycznych i chemicznych, takich jak elektronowa struktura pasmowa, rozszczepienie, przezroczystość itp. Istnieje siedem systemów sieci krystalicznej, które są podzielone na kategorie na podstawie ich kształtu. Są sześcienne, czworokątne, rombowe, sześciokątne, trygonalne, trójskośne i jednoskośne. Zgodnie z właściwościami kryształy można również podzielić na kryształy kowalencyjne, metaliczne, jonowe i molekularne.
Jaka jest różnica między strukturą atomową a strukturą krystaliczną?
• Struktura atomowa daje wyobrażenie o kształcie atomu io tym, jak cząstki subatomowe są ułożone w atomie. Struktura kryształu mówi o tym, jak atomy lub cząsteczki są ułożone w kryształowym ciele stałym lub cieczy.
• Ogólna struktura atomowa jest wspólna dla wszystkich atomów z wyjątkiem liczby cząstek subatomowych. Ale istnieje wiele odmian struktury krystalicznej.
