Rozdíl mezi krystalickou a amorfní

Amorfní a krystalický jsou dva stavy, které popisují typické pevné látky v chemii. Za použití rentgenových difrakčních experimentů lze strukturu pevných látek rozdělit na krystalickou nebo amorfní (nekrystalickou).

Pevné látky patří mezi tři základní stavy hmoty, které zahrnují kapaliny a plyny. Vyznačují se rigidní strukturou molekul, iontů a atomů uspořádaných uspořádaně nebo nespravedlivě. Tato uspořádaná nebo nespravedlivá uspořádání vedla ke kategorizaci jako amorfní a krystalická a tento článek rozebírá klíčové rozdíly mezi dvěma termíny.

Co je krystalický?

Krystalická pevná látka je ta, ve které jsou částice, které jsou součástí, uspořádány v trojrozměrném vzorci nazývaném krystalová mříž s rovnoměrnými mezimolekulárními silami a částice se protínají v úhlech charakteristických pro krystal.

Vnitřní struktura má zřetelný geometrický tvar a při řezu kdekoli ve struktuře vykazuje jasné štěpení. Pro identifikaci pevné látky se používá trojrozměrný vzor pozorovaný pomocí rentgenového záření. Není však snadné detekovat rozdíl mezi krystalickými a nekrystalickými pevnými látkami jejich dotykem. Liší se od sebe v mnoha aspektech, včetně chemických a fyzikálních vlastností.

Krystalické pevné látky (krystaly) potřebují extrémní teploty, aby přerušily mezimolekulární síly. Mají určité teplo roztavení a teploty tání díky jednotnému uspořádání jejich složek. Rovněž místní prostředí je jednotné. Nicméně, když řez v nějakém směru, fyzikální vlastnosti jsou různé tak známý jak anisotropic. Když se točí kolem osy, struktura krystalů zůstává stejná a to se nazývá symetrické uspořádání molekul, atomů nebo iontů.

Některé krystalické pevné látky mohou být nakonec amorfní v závislosti na procesu chlazení. U jiných může dojít k vyrovnání jejich součástí z důvodu přítomnosti nečistot. Také chladicí látky mohou rychle vést k amorfní struktuře s nepravidelnými geometrickými tvary. Například křemen je krystalický s atomy silikonu a kyslíku řádným způsobem. Když se však rychle ochladí, může to vést k amorfnímu strukturnímu sklu. Normálně se stává, že krystalizačnímu procesu nedochází rychlým roztavením látek za účelem výroby amorfních pevných látek kvůli jejich rozsáhlým průmyslovým aplikacím. Guma, polymer a sklo patří k dokonalým příkladům důležitých amorfních pevných látek, které se z velké části používají pro své obrovské výhody a jedinečné izotropní vlastnosti..

Index lomu, mechanická pevnost, tepelná vodivost a elektrická vodivost krystalických pevných látek se liší v různých směrech. To je nevýhoda těchto typů pevných látek ve srovnání s nekrystalickými pevnými látkami. Dobrou stránkou anizotropní pevné látky je to, že označuje dokonale uspořádanou vnitřní strukturu s rovnoměrnými silami atrakcí v krystalové mřížce. Zobrazuje skutečné vlastnosti tělesa s pořádkem na dlouhé vzdálenosti a pevnou strukturou.

Co je amorfní?

Slovo amorfní je odvozeno od řeckého slova amorfní, což znamená „beztvaré“. Toto je beztvaré, neuspořádané a nepravidelné uspořádání částic pevné látky. Jejich mezimolekulární síly nejsou stejné ani vzdálenosti mezi částicemi. Když se štěpí, amorfní pevné látky poskytují fragmenty nebo zakřivené povrchy kvůli nepravidelným geometrickým tvarům.

Některé amorfní pevné látky mohou mít části uspořádaných vzorů, které se nazývají krystality. Atomy, ionty nebo molekuly pevné látky závisí na procesu chlazení. Jak bylo uvedeno výše, křemenný krystal se liší od křemenného skla kvůli procesu krystalizace. Ale obecně je mnoho amorfních pevných látek neuspořádané. Obvykle se nazývají superchlazené pevné látky, protože struktura sdílí některé vlastnosti s tekutinami. Rovněž nevykazují skutečné vlastnosti pevných látek, ale přesto se používají převážně v mnoha aplikacích.

Tepelná vodivost, mechanická pevnost, elektrická vodivost a index lomu jsou stejné ve všech směrech amorfních pevných látek. To vysvětluje, odkud název isotropic pochází. Pevné látky nemají ostré teploty tání nebo určité teplo tavení. Před tím, než se mohou roztavit, musí být aplikována široká škála teplot kvůli nepřítomnosti uspořádaného souboru komponent. Kromě toho se amorfní pevné látky vyznačují krátkým rozsahem. Příklady amorfních pevných látek zahrnují polymery, kaučuky, plasty a sklo.

Pokud je amorfní pevná látka ponechána po dlouhou dobu pod teplotou tání, může se transformovat na krystalickou pevnou látku. Může zobrazovat stejné vlastnosti, jaké mají krystalické pevné látky.

Klíčové rozdíly mezi amorfní a krystalickou

Struktura krystalické a amorfní

Krystalické pevné látky mají určitý tvar s uspořádanými ionty, molekulami nebo atomy v trojrozměrném vzoru, často nazývaném krystalová mříž. Pokud jsou řezy, zobrazují jasné štěpení s povrchy protínajícími se v úhlech, které jsou charakteristické pro krystal. Na druhé straně amorfní pevné látky mají neuspořádanou řadu složek, které nevykazují určitý tvar. Při řezu vykazují nepravidelné tvary obvykle se zakřivenými povrchy. Krystalické složky jsou drženy pohromadě stejnými mezimolekulárními silami, zatímco v amorfních pevných látkách se tyto síly liší od jednoho atomu ke druhému.

Teploty tání krystalického a amorfního

Amorfní pevné látky nemají definitivní teploty tání, ale taví se v širokém rozmezí teplot kvůli nepravidelnému tvaru. Krystalické pevné látky mají naopak ostrou teplotu tání.

Fyzikální vlastnosti krystalických a amorfních

Krystalické pevné látky mají různou elektrickou vodivost, tepelnou vodivost, index lomu a mechanickou sílu uvnitř krystalu v různých směrech, proto se nazývají anisotropní. Amorfní se nazývají izotropní kvůli podobným fyzikálním vlastnostem z obou směrů.

Příklady krystalických a amorfních

Příklady krystalické pevné látky zahrnují NaCl, cukr a diamant, zatímco příklady amorfních pevných látek zahrnují sklo, gumu a polymery.

Viz srovnávací graf pro krystalické verze amorfní níže:

Souhrn krystalických verzí amorfní

• Krystalické pevné látky mají pravidelný trojrozměrný vzorec iontů, atomů nebo molekul, zatímco amorfní pevné látky mají náhodné uspořádání těchto složek
• Krystalické pevné látky mají přesnou teplotu tání, zatímco amorfní pevné látky se taví v rozmezí teplot
• Amorfní pevné látky poskytují fragmenty s nepravidelnými vzory, když se štěpí, zatímco krystalické pevné látky zobrazují určitý tvar
• Krystalická látka se nazývá anisotropní kvůli různým fyzikálním vlastnostem ve všech směrech, zatímco amorfní se nazývá izotropní
• Příklady amorfní zahrnují sklo a krystalické zahrnují diamant.