Pagrindinis skirtumas tarp kristalų ir kvazikristalų yra tas, kad kristalų struktūra yra periodiška, o kvazikristalų struktūra taip pat nėra griežtai periodiška.
Sąvokos kristalai ir kvazikristalai naudingi kristalografijos srityje, kuri priklauso pramoninei chemijai. Kristalai yra monomeriniai kristalinių medžiagų vienetai, o kvazikristalai yra kristalų tipai, kuriuose yra išdėstytų atomų matricų, kurios yra išdėstytos, bet nėra griežtai periodiškos.
Kas yra kristalai?
Kristalai yra monomeriniai kristalinių medžiagų vienetai. Šiuose kietuose kristaliniuose junginiuose yra jų atomai, molekulės arba jonai, išdėstyti labai tvarkingoje mikroskopinėje struktūroje. Šie vienetai sudaro kristalinės medžiagos kristalinę gardelę. Kristalinė gardelė gali išsiplėsti visomis kryptimis. Be to, naudojant geometrines figūras galime identifikuoti mikroskopinius pavienius kristalinių medžiagų kristalus. Kalbant apie geometrines formas, kristalai susideda iš plokščių paviršių, turinčių specifinę ir būdingą orientaciją. Be to, kristalų tyrimo sritis yra kristalografija. Kristalų susidarymo procesą vadiname kristalų augimu arba kristalizacija.
01 pav.: Kristalinės ir nekristalinės medžiagos formos
Kristolinėje struktūroje atomai, molekulės arba jonai yra išsidėstę periodiškai. Tačiau visos kietosios medžiagos nėra kristalai. Gali būti nekristalinių medžiagų, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Jei svarstysime vandenį, kai vanduo pradeda užš alti, medžiagos fazė keičiasi iš skystos į kietą, o maži ledo kristalai linkę augti, kol įvyksta susiliejimas (sudaro polikristalinę struktūrą).
Galime parodyti kristalinės medžiagos vienetinį elementą. Vienetinė ląstelė yra įsivaizduojama dėžutė, kurioje yra vienas ar daugiau atomų tam tikrame išdėstyme. Paprastai vienetinės ląstelės linkusios susidėti 3D tvarka, sudarydamos kristalą. Kristalus galime atpažinti iš jų formos pagal aštrius kampus turinčius paviršius.
Kristalizacija yra procesas, kurio metu iš skysčio arba skystyje ištirpusių medžiagų susidaro kristalai. Kristalizacijos laukas yra labai platus, nes vienas skystis, priklausomai nuo sąlygų, gali sukietėti į daugybę skirtingų formų. Todėl tai sudėtinga ir plačiai ištirta sritis.
Kas yra kvazikristalai?
Kvazikristalai yra kristalų tipas, kuriame yra atomų matricos, kurios yra tvarkingos, bet nėra griežtai periodiškos. Todėl kvazikristalai gali turėti tam tikrų panašumų su įprastais kristalais. Įprastų kristalų ir kvazikristalų panašumai parodyti žemiau.
02 pav.: Kvazikristalas (holmio-magnio-cinko kvazikristalinė struktūra)
Paprastai šio tipo kristalai yra gerai žinomi dėl savo sugebėjimo parodyti penkis kartus simetriją. Ši simetrija neįmanoma normaliuose periodiniuose kristaluose. Todėl Tarptautinė kristalografijos sąjunga iš naujo apibrėžė „kristalus“, kad įtrauktų informaciją apie kvazikristalus.
Kvazikristalų atradimas įvyko 1982 m. Šių kristalų susidarymas yra retas dalykas, nes tik apie 100 žinomų kietųjų medžiagų yra linkę formuoti kvazikristalus tarp 400 000 normalių periodinių kristalų formų, žinomų iki 2004 m. Be to, Danas Shechtmanas gavo Nobelio premiją už kvazikristalų atradimą.
Kokie yra kristalų ir kvazikristalų panašumai?
- Kristalai ir kvazikristalai yra kristalinės medžiagos rūšys.
- Jie rodo atskirą rentgeno spindulių difrakcijos modelį.
- Abu gali formuoti lygių ir plokščių paviršių formas.
Kuo skiriasi kristalai ir kvazikristalai?
Sąvokos kristalai ir kvazikristalai yra naudingi kristalografijos srityje. Tarp jų yra skirtumų, taip pat kai kurių panašumų tarp šių terminų. Pagrindinis skirtumas tarp kristalų ir kvazikristalų yra tas, kad kristalai turi tvarkingą struktūrą, kuri taip pat yra periodiška, o kvazikristalų struktūra taip pat nėra griežtai periodiška.
Toliau pateiktoje infografikoje pateikiami skirtumai tarp kristalų ir kvazikristalų lentelės pavidalu, kad būtų galima palyginti.
Santrauka – kristalai prieš kvazikristalus
Kvazikristalai yra kristalų rūšis. Jie skiriasi nuo įprastų kristalų savo chemine struktūra. Pagrindinis skirtumas tarp kristalų ir kvazikristalų yra tas, kad kristalai turi tvarkingą struktūrą, kuri taip pat yra periodinė, o kvazikristalų struktūra taip pat nėra griežtai periodiška.
