Vad betyder Kristallin?
Kristallin är ett adjektiv som beskriver den periodiska translationella ordningen av atomer eller molekyler i ett fast ämne. Atomerna eller molekylerna bildar ett tredimensionellt arrangemang inom en enda upprepande enhet som kallas en enhetscell. Enhetscellstrukturen upprepas i alla riktningar med regelbundet avstånd och fyller ett vanligt tredimensionellt rutnät som kallas ett gitter. En hög grad av denna ordning, eller kristallinitet, är den egenskap som krävs för att ett fast ämne ska klassificeras som en kristall.
Kristallina fasta ämnen kan vara av följande typer, beroende på arten av bindning mellan enhetsceller inom gittret:
MetallicJoniskNätverk (förlängd kovalent)MolekylärKristallinitetsgraden hos ett fast ämne påverkar egenskaperna hos det fasta ämnet såsom dess densitet, hårdhet, transparens och diffusionshastighet. Även om kristaller ofta förknippas med transparens, kan icke-kristallina (amorfa) fasta ämnen, såsom glas, också vara kristallina. Tvärtom, även om en metallbit inte ser ut som en kristall, kan den faktiskt vara i ett kristallint tillstånd.
Kristallina tillstånd är extremt användbara när man studerar ett materials struktur och letar efter defekter och dislokationer i det kristallina tillståndet eller för att förstå materialets önskade egenskaper såsom bandgap i halvledare och elektrisk ledningsförmåga i andra material.
Kunskaper.se förklarar Kristallin
Förstå kristallinitetsegenskapen utgår från att förstå de grundläggande egenskaperna hos ett gitter. Gitter kan existera i vilken dimension som helst. Ett endimensionellt gitter förklaras enklast som en linje med punkter fördelade på lika avstånd. En enhetscell är utrymmet mellan två punkter.
. . . . . . . .
Flytta till tvådimensionella gitter, föreställ dig en serie endimensionella gitter rad för rad över ett tvådimensionellt plan. Prickarna i varje rad behöver inte vara i linje, vilket gör det möjligt att ha olika tvådimensionella gitter förknippade med olika vinklar. Enhetscellen består av rutan skapad av fyra punkter.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
Tredimensionella gitter upprepar dessa tvådimensionella gitter på regelbundet avstånd över och under planet, igen i olika vinklar. Rutorna som skapas av åtta proximala punkter skapar enhetscellens repeterande enhet. I det tredimensionella rymden finns det sju enhetscellformer, som arrangerar för att bilda 14 möjliga typer av gitter (Bravais-gitter). I kristallina fasta ämnen innehåller var och en av dessa enhetsceller samma atomer eller molekyler arrangerade på samma sätt. Innehållet kan vara orienterat på olika sätt i det speciella fallet att symmetrielement förekommer. Det är dessa ordnade fyllningar av gitter som skapar det kristallina tillståndet.
Gitterstrukturen, enhetscellens och enhetscellens innehåll och sammansättning bestäms genom ett diffraktionsexperiment, vanligtvis med hjälp av röntgenstrålar , men neutrondiffraktion används i vissa fall. Våglängden på den valda röntgenstrålen är tillräckligt liten för att bestämma avstånden mellan atomerna i en enhetscell. Med hjälp av diffraktion kan forskare bestämma den kemiska strukturen hos molekyler, metalliska material, keramiska material och till och med biologiska molekyler som DNA eller proteiner.
