Aatomistruktuur vs kristallstruktuur
Selles artiklis on põhirõhk aatomi ja kristalli sisemisel paigutusel. See, mida me väljastpoolt näeme, on aatomite või molekulide sisemise paigutuse tulemus. Mõnikord võib väline vaade sisemisest struktuurist erineda; kuid nad ei ole üksteisest täiesti sõltumatud.
Aatomistruktuur
Aatomid on kõigi olemasolevate ainete väikesed ehitusplokid. Nad on nii väikesed, et me ei saa isegi palja silmaga jälgida. Tavaliselt on aatomid Angstromi vahemikus. Subatomiliste osakeste avastamisega oli teadlaste järgmine küsimus leida, kuidas need aatomis paiknevad.1904. aastal esitles Thompson ploomipudingi mudelit, et selgitada aatomi struktuuri. See ütles, et elektronid on hajutatud sfääris, kus on ka positiivseid laenguid, mis neutraliseerivad negatiivseid laenguid. Elektronide hajumine on nagu ploomide hajumine pudingis, sellest sai ka nime “ploomipudingu mudel”. Hiljem tegi Ernest Rutherford katse, mille tulemusel leiti aatomi struktuuri kohta täpsemaid üksikasju. Nad tulistasid alfaosakesed õhukeseks kuldfooliumiks ja said teada järgmised andmed.
• Enamik alfaosakesi läbis kuldfooliumi.
• Vähesed osakesed kaldusid kõrvale.
• Mõned alfaosakesed põrkasid otse tagasi.
Need tähelepanekud aitasid neil jõuda järgmistele järeldustele.
• Alfaosakesed on positiivselt laetud. Enamik neist läbis kuldfooliumi, mis tähendab, et sees on palju vaba ruumi.
• Mõned kaldusid kõrvale, kuna nad möödusid teise positiivse laengu lähed alt. Kuid läbipainete arv on väga väike, mis tähendab, et positiivsed laengud on koondunud vähestesse kohtadesse. Ja seda kohta nimetati tuumaks.
• Kui alfaosake puutub vahetult kokku tuumaga, põrkab see otse tagasi.
Eespool toodud katsetulemustega ja paljude teiste hilisemate katsete põhjal kirjeldati aatomi struktuuri. Aatom koosneb tuumast, milles on prootonid ja neutronid. Peale neutronite ja positronite on tuumas ka teisi väikeseid aatomiosakesi. Ja elektronid tiirlevad ümber tuuma orbitaalidel. Suurem osa aatomi ruumist on tühi. Positiivselt laetud tuuma (prootonitest tulenev positiivne laeng) ja negatiivselt laetud elektronide vahelised tõmbejõud säilitavad aatomi kuju.
Kristallstruktuur
Kristallstruktuur on see, kuidas aatomid või molekulid paiknevad kristallis. Sellel on ruumis kolmemõõtmeline paigutus. Tavaliselt on kristallis teatud aatomite või molekulide korduv paigutus. Ühte kristalli korduvat ühikut nimetatakse "ühikrakuks". Selle korduva paigutuse tõttu on kristallis muster ja pikamaa järjestus. Kristallstruktuur määras ära paljud selle füüsikalised ja keemilised omadused, nagu elektroonilise riba struktuur, lõhenemine, läbipaistvus jne. Kristallvõresüsteeme on seitse, mis liigitatakse nende kuju alusel. Need on kuup-, tetragonaalsed, ortorombilised, kuusnurksed, trigonaalsed, trikliinilised ja monokliinilised. Omaduste järgi võib kristalle liigitada ka kovalentseteks, metallilisteks, ioonilisteks ja molekulaarseteks kristallideks.
Mis vahe on aatomistruktuuril ja kristallstruktuuril?
• Aatomi struktuur annab aimu aatomi kujust ja sellest, kuidas aatomis aatomiosakesed paiknevad. Kristallstruktuur räägib sellest, kuidas aatomid või molekulid paiknevad tahkes kristallis või vedelikus.
• Üldine aatomistruktuur on ühine kõikidele aatomitele, välja arvatud subatomiliste osakeste arv. Kuid kristallstruktuuri variatsioone on palju.
