결정질 고체를 가진 미세 구조 및 특정 정렬 격자에 대한 특유한 패턴을 준수되는 것들이다; 예를 들어 : 큐빅, 육각형, 삼 사정, 능 면체 등.
이 고체는 결정으로 존재하며 내부에 얼마나 질서 있는가를 반영하는면과 기하학적 디자인을 표시합니다. 결정질 고체의 다른 예로는 다이아몬드, 석영, 안트라센, 드라이 아이스, 염화칼륨 또는 산화 마그네슘이 있습니다.
맑고 투명한 흑설탕 바. 출처 : Pixabay.
잘 알려진 결정질 고체 쌍은 설탕과 소금 (NaCl)입니다. 언뜻보기에 둘 다 흰색 결정을 보여줍니다. 그러나 그들의 속성은 엄청나게 다릅니다. 설탕은 분자 결정질 고체이고 소금은 이온 결정 고체입니다. 첫 번째는 자당 분자로 구성되어 있습니다. Na 등의 초, + 및 CL - 이온 .
위의 이미지는 설탕 결정이 얼마나 밝을 수 있는지를 보여줍니다. 그러나 소금 결정은 그리 멀지 않습니다. 설탕과 소금은 형제처럼 보이지만 그 구조는 다릅니다. 설탕 인 설탕은 단 사정 구조를 가지고 있습니다. 소금, 입방 구조.
염화나트륨, NaCl의 결정 구조
가루 설탕과 소금 (아이싱)은 맑고 투명합니다. 그 결정은 우리 눈에 비해 훨씬 작아졌습니다. 그러므로 고체의 결정 성은 외관이나 밝기보다는 내부 구조에 의해 더 많이 정의됩니다.
결정질 고체의 구조
결정질 고체의 질서 정연한 구조. 출처 : Gabriel Bolívar.
결정질 고체는 정돈 된 구조를 가지고 있습니다. 그들의 기하학적 특성은 그들이 속한 결정 격자의 유형에 따라 달라지며, 차례로 결정 모양 (결정 시스템)에서 외부로 투영됩니다. 상단 이미지는 이러한 구조의 두 가지 중요한 개념 인주기 성과 결정 입자를 보여줍니다.
결정질 고체 입자의 공간적 순서는 주기적입니다. 즉, 모든 방향으로 계속 반복됩니다. 이것은 각각의 고체 및 결정 격자에 대해 자체 구조 패턴을 생성합니다. 예를 들어, 소금과 설탕은 화학적 성질을 넘어서 구별되기 시작합니다.
A에서 마름모는 더 큰 마름모를 생성하도록 배열됩니다. 각 보라색 마름모는 입자 또는 입자 집합 (원자, 이온 또는 분자)을 나타냅니다. 따라서 A의 거시적 결정은 능 면체 모양을 가질 것으로 예상됩니다.
한편, B에서 마름모는 결정 입자를 생성하는 방식으로 배열됩니다. 이들은 매우 작은 결정 (결정자)입니다. B는 다결정 고체라고합니다. 즉, 여러 결정체의 응집에 의해 형성됩니다.
결론적으로 고체는 단순히 결정 (A) 또는 다결정 (B) 일 수 있습니다. A는 결정을 형성하고 B는 다결정을 형성합니다.
속성
결정질 고체의 특성은 결정 유형에 따라 다릅니다. 그들의 구조가 질서 정연하고 광물 애호가들이 좋아하는 밝은 특징을 일반적으로 제시한다는 것은 이미 알려져 있습니다. 그러나 분말 고체, 심지어 "꺼짐"도 결정질로 분류 될 수 있다고 언급되었습니다.
입자가 공간적으로 배향되는 방식을 통해 특성화에 대한 몇 가지 중요한 특성을 가질 수 있습니다. 예를 들어, 결정질 고체는 X- 선의 회절이 가능하여 결정의 미세 구조를 결정할 수있는 회절 스펙트럼을 생성합니다.
또한 구조가 주기적이므로 열은 고체 전체에 동일한 방식으로 확산됩니다. 관련된 불순물이없는 한. 따라서 결정질 고체의 융점은 일정하며 측정 방법에 관계없이 변하지 않습니다.
결정질 고체의 유형
결정질 고체의 유형은 입자의 유형과 상호 작용 또는 결합이 무엇인지에 따라 결정됩니다. 본질적으로 이온, 금속, 분자 및 공유 네트워크의 네 가지 유형이 있습니다.
어느 정도의 불순물을 제시하더라도 특성에 영향을 미치고 순수한 고체에 대해 예상되는 것과 동일한 값을 나타내지 않더라도 계속 결정질을 유지합니다.
이오 닉스
이 나트륨으로 구성된다 염은 이온 성 고체의 예 + 및 CL - 이온 . 따라서 이러한 유형의 고체에서 이온 결합이 지배합니다. 구조적 순서를 지배하는 것은 정전기력입니다.
메탈릭
모든 금속 원자는 금속 결정을 형성합니다. 이것은 예를 들어은 포크가 융합 된은 결정의 대기업이라는 것을 의미합니다. 내부 또는 현미경 구조는 물체의 모든 인치에서 동일하며 포크 핸들에서 치아 끝까지 변하지 않습니다.
분자
설탕은 자당 분자로 구성되어 있기 때문에 분자 결정 고체의 예입니다. 따라서 이러한 유형의 고체는 분자로 구성되며, 분자간 상호 작용 (공유 결합이 아님)을 통해 정렬 된 구조를 설정합니다.
공유 네트워크
마지막으로 공유 네트워크의 결정질 고체가 있습니다. 공유 결합은 순서를 설정하고 원자를 각각의 공간 위치에 강하게 고정시키는 역할을하므로 이들에서 우세합니다. 우리는 이온, 원자 또는 분자가 아니라 3 차원 네트워크에 대해 이야기합니다.
예
다음으로 마지막으로 결정질 고체의 각 유형에 대한 몇 가지 예가 인용됩니다.
이오 닉스
모든 염은 이온 성 고체입니다. 마찬가지로, 이온으로 구성된 황화물, 수산화물, 산화물, 할로겐화물 및 기타 화합물이 있거나 상호 작용이 본질적으로 이온 성입니다. 그래서 우리는 :
-KCl
-사례 4
-Ba (OH) 2
-사례 4
-FeCl 3
-Na 2 S
-MgO
-CaF 2
-NaHCO 3
-(NH 4 ) 2 CrO 4
이러한 예 외에도 대부분의 미네랄은 이온 성 결정질 고체로 간주됩니다.
메탈릭
모든 금속 원소는 자연적으로 금속 결정으로 발생합니다. 그들 중 일부는 다음과 같습니다.
-구리
-철
-알류미늄
-크롬
-금속 수소 (상상할 수없는 압력 하에서)
-텅스텐
-지르코늄
-티탄
-마그네슘
-나트륨
분자
매우 다양한 분자 결정질 고체가 있습니다. 고체화되는 유기 화합물은 순도가 높거나 구조가 너무 복잡하지 않은 경우 결정을 형성 할 수 있습니다. 그래서 우리는 :
-얼음 (H 2 O)
-드라이 아이스 (CO 2 )
-나 2
-P 4
-S 8 (및 그 다 형체)
-안트라센
-고체 산소
-고체 암모니아
-페놀프탈레인
-벤조산
공유 네트워크
마지막으로, 공유 네트워크의 일부 결정질 고체 중 우리는 다음을 가지고 있습니다.
-다이아몬드
-석묵
-탄소 나노 튜브
-Fullerenos
-석영
-규소
-게르마늄
-질화 붕소
이 목록에서 탄소 나노 튜브와 풀러렌도 분자 결정질 고체로 간주 될 수 있습니다. 이는 공유 결합 된 탄소 원자로 구성되어 있지만 거대 분자 (축구 공 및 튜브)로 시각화 할 수있는 단위를 정의하기 때문입니다.
참고 문헌
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). 화학 (8 판). CENGAGE 학습.
- Shiver & Atkins. (2008). 무기 화학. (제 4 판). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2020). 결정. 출처 : en.wikipedia.org
- 화학 LibreTexts. (2019 년 6 월 16 일). 결정질 및 무정형 고체. 출처 : chem.libretexts.org
- Rachel Bernstein & Anthony Carpi. (2020). 고체의 속성. 출처 : visionlearning.com