Атомна структура срещу кристална структура
В тази статия основният акцент е върху вътрешното устройство на атом и кристал. Това, което виждаме отвън, е резултат от вътрешното разположение на атомите или молекулите. Понякога външният изглед може да се различава от вътрешната структура; но те не са напълно независими един от друг.
Атомна структура
Атомите са малките градивни елементи на всички съществуващи вещества. Те са толкова малки, че дори не можем да ги наблюдаваме с просто око. Обикновено атомите са в диапазона на Ангстрьом. С откриването на субатомните частици следващият въпрос за учените беше да открият как са подредени в атома. През 1904 г. Томпсън представя модела на пудинг със сливи, за да обясни атомната структура. Това каза, че електроните са разпръснати в сфера, където има и положителни заряди, разпръснати за неутрализиране на отрицателните заряди. Разпръскването на електрони е като разпръскване на сливи в пудинг, поради което получи името „модел на сливов пудинг“. По-късно Ърнест Ръдърфорд прави експеримент, който води до откриването на по-точни подробности за атомната структура. Те изстреляха алфа частици върху тънко златно фолио и откриха следните данни.
• Повечето от алфа частиците преминаха през златното фолио.
• Малко от частиците бяха отклонени.
• Някои от алфа частиците отскочиха обратно.
Тези наблюдения им помогнаха да стигнат до следните заключения.
• Алфа частиците са положително заредени. Повечето от тях минаваха през златното фолио, което означава, че вътре има много свободни пространства.
• Някои бяха отклонени, защото минаваха близо до друг положителен заряд. Но броят на отклоненията е много малък, което означава, че положително заредените са концентрирани в няколко точки. И това място беше наречено ядрото.
• Когато алфа частицата директно срещне ядро, тя отскача директно обратно.
С горните открития от експеримента и въз основа на много други по-късни експерименти беше описана атомната структура. Атомът се състои от ядро, което има протони и неутрони. Освен неутрони и позитрони, в ядрото има и други малки субатомни частици. И има електрони, които кръжат около ядрото в орбитали. Повечето от пространството в атома е празно. Силите на привличане между положително зареденото ядро (положителен заряд, дължащ се на протоните) и отрицателно заредените електрони поддържат формата на атома.
Кристална структура
Кристалната структура е как атомите или молекулите са подредени в кристал. Това има триизмерно разположение в пространството. Обикновено в кристала има повтарящо се подреждане на определени атоми или молекули. Една от повтарящите се единици на кристал се нарича „единична клетка“. Поради тази повтаряща се подредба в кристала има модел и ред на дълги разстояния. Кристалната структура определя много от неговите физични и химични свойства като структура на електронната лента, разцепване, прозрачност и т.н. Има седем кристални решетъчни системи, които са категоризирани въз основа на тяхната форма. Те са кубични, тетрагонални, орторомбични, хексагонални, тригонални, триклинни и моноклинни. Според свойствата кристалите също могат да бъдат категоризирани като ковалентни, метални, йонни и молекулярни кристали.
Каква е разликата между атомната структура и кристалната структура?
• Атомната структура дава представа за формата на атома и как субатомните частици са подредени в атома. Кристалната структура разказва за това как атомите или молекулите са подредени в кристално твърдо вещество или течност.
• Цялостната атомна структура е обща за всички атоми, с изключение на броя на субатомните частици. Но има голям брой вариации на кристалната структура.
