KRISTALIN KATILAR: YAPI, ÖZELLIKLER, TÜRLER, ÖRNEKLER - KIMYA - 2025

Kristal yapıdaki katılar, olan mikroskopik yapısı kriteri ve belirli bir kafes için belirgin bir örüntü uymak edilir olanlardır; örneğin: kübik, altıgen, triklinik, eşkenar dörtgen, diğerleri arasında.

Bu katıların kristaller olarak var olduğu, içlerinde ne kadar düzenli olduklarını yansıtan yönleri ve geometrik tasarımları sergiledikleri söyleniyor. Kristalin katıların diğer örnekleri elmas, kuvars, antrasen, kuru buz, potasyum klorür veya magnezyum oksittir.

Kristal berraklığında kahverengi şeker. Kaynak: Pixabay.

İyi bilinen bir çift kristal katı, şeker ve tuzdur (NaCl). İlk bakışta ikisi de beyaz kristaller gösteriyor; ama özellikleri çok farklı. Şeker, moleküler kristalli bir katıdır, tuz ise iyonik kristalli bir katıdır. İlki sükroz moleküllerinden oluşur; ve ikincisi, Na ⁺ ve Cl ^- iyonları .

Yukarıdaki görüntü, şeker kristallerinin ne kadar parlak olabileceğine dair bir fikir veriyor. Ancak, tuz kristalleri çok geride değil. Şeker ve tuz kardeş gibi görünse de yapıları farklıdır: Sakkaroz olan şeker monoklinik bir yapıya sahiptir; tuz ise kübik bir yapıdır.

Sodyum klorürün kristal yapısı, NaCl

Toz şeker ve tuz (krema) kristal berraklığında kalır; kristalleri gözümüz için çok daha küçüldü. Bu nedenle bir katının kristalliği, dış görünüşü veya parlaklığından çok iç yapısıyla tanımlanır.

Kristalin katıların yapısı

Kristalin katıların düzenli yapıları. Kaynak: Gabriel Bolívar.

Kristalin katılar düzenli yapılara sahiptir. Geometrik özellikleri, ait oldukları kristalin kafesin türüne bağlı olacaktır ve bu da kristal şekillerde (kristal sistem) dışarıdan yansıtılır. Üstteki resim, bu tür yapıların iki önemli kavramını göstermektedir: periyodiklik ve kristal taneler.

Kristalli bir katının parçacıklarının uzaysal sıralaması periyodiktir; yani kendini her yöne defalarca tekrar eder. Bu, her katı ve kristal kafes için kendi yapısal modelini yaratır; örneğin, tuz ve şekerin kimyasal yapılarının ötesinde farklılaşmaya başladığı yer burasıdır.

A'da eşkenar dörtgenler daha büyük bir eşkenar dörtgen oluşturacak şekilde düzenlenmiştir. Her bir mor eşkenar dörtgen, bir parçacığı veya bir dizi parçacığı (atomlar, iyonlar veya moleküller) temsil eder. Bu nedenle, makroskopik bir A kristalinin eşkenar dörtgen bir görünüme sahip olması beklenebilir.

Bu arada, B'de eşkenar dörtgenler, kristalin tanecikleri oluşturacak şekilde düzenlenmiştir; bunlar çok küçük kristallerdir (kristalitler). B'nin daha sonra polikristalin katı olduğu söylenir; yani, çoklu kristalitlerin topaklaşması ile oluşur.

Sonuç olarak, bir katı basitçe kristal (A) veya polikristalin (B) olabilir; A kristaller oluştururken, B polikristaller.

Özellikleri

Kristal katıların özellikleri, kristal türlerine bağlıdır. Yapılarının düzenli olduğu ve mineral sevenlerin aşık olduğu parlak özellikler sergileme eğiliminde oldukları zaten biliniyor. Bununla birlikte, toz halinde bir katının, hatta "kapalı" olmasının da kristalli olarak sınıflandırılabileceğinden bahsedildi.

Parçacıklarının uzamsal olarak yönlendirilme şekli, karakterizasyonları için bazı önemli özelliklere sahip olmalarına izin verir. Örneğin, kristalin katılar, bir kristalin mikroskobik yapısının belirlenebildiği kırınım spektrumlarını oluşturarak X-ışınlarının kırınımına sahiptir.

Ayrıca, yapı periyodik olduğundan ısı katı boyunca aynı şekilde yayılır; kirlilik içermediği sürece. Bu nedenle, bir kristal katı için erime noktaları sabittir ve nasıl ölçülürlerse ölçülsün değişmez.

Kristalin katı türleri

Kristalin katı türleri, ne tür partiküllerden yapıldıklarına ve etkileşimlerinin veya bağlarının ne olduğuna bağlıdır. Esasen dört tür vardır: iyonik, metalik, moleküler ve kovalent ağlar.

Belli derecede safsızlık içerdiklerinde bile, özellikleri etkilenmiş olsalar ve saf bir katı için beklenen aynı değerleri göstermese bile, kristal olmaya devam ederler.

Ionics

Tuz, Na ⁺ ve Cl ^- iyonlarından oluştuğu için iyonik kristal katıya bir örnektir . Bu nedenle, bu tür katılarda iyonik bağ yönetir: yapısal düzeni yöneten elektrostatik kuvvetlerdir.

madeni

Tüm metalik atomlar metalik kristaller oluşturur. Bu, örneğin bir gümüş çatalın, kaynaşmış gümüş kristallerden oluşan bir grup olduğu anlamına gelir. İç veya mikroskobik yapı nesnenin her inçinde aynıdır ve çatal sapından dişlerinin ucuna kadar değişmeden kalır.

Moleküler

Şeker, sakaroz moleküllerinden oluştuğu için moleküler kristal katıya bir örnektir. Bu nedenle, bu tip katı, moleküller arası etkileşimleriyle (kovalent bağlar değil) düzenli bir yapı kurmayı başaran moleküllerden oluşur.

Kovalent ağlar

Son olarak, kovalent ağların kristal katılarına sahibiz. Kovalent bağlar, bir düzen oluşturmaktan ve atomları kendi uzaysal konumlarında güçlü bir şekilde sabit tutmaktan sorumlu oldukları için bunlarda baskındır. İyonlardan, atomlardan veya moleküllerden değil, üç boyutlu ağlardan söz ediyoruz.

Örnekler

Daha sonra ve son olarak, kristal katı tiplerinin her biri için bazı örnekler verilecektir.

Ionics

Tüm tuzlar iyonik katılardır. Aynı şekilde, iyonlardan oluşan sülfitler, hidroksitler, oksitler, halojenürler ve diğer bileşikler de vardır veya bunların etkileşimleri esasen iyoniktir. Böylece sahibiz:

-KCl

Durum ₄

-Ba (OH) ₂

VAKA ₄

-FeCl ₃

-Na ₂ S

-MgO

-CaF ₂

-NaHCO ₃

- (NH ₄ ) ₂ CrO ₄

Bu örneklere ek olarak, minerallerin büyük çoğunluğu iyonik kristal katı olarak kabul edilir.

madeni

Herhangi bir metalik element doğal olarak metalik kristaller olarak oluşur. Onlardan bazıları:

-Bakır

-Demir

-Alüminyum

-Krom

-Metal hidrojen (düşünülemez basınçlar altında)

-Tungsten

-Zirkonyum

-Titanyum

-Magnezyum

-Sodyum

Moleküler

Çok çeşitli moleküler kristal katı maddeler vardır. Katılaşan hemen hemen her organik bileşik, saflığı yüksekse veya yapısı çok karmaşık değilse kristaller oluşturacaktır. Böylece sahibiz:

-Buz (H ₂ O)

-Kuru buz (CO ₂ )

-I ₂

-P ₄

-S ₈ (ve polimorfları)

antirasen

-Katı oksijen

Katı amonyak

-Phenolphthalein

-Benzoik asit

Kovalent ağlar

Ve son olarak, kovalent ağların bazı kristal katıları arasında elimizde:

-Elmas

-Grafit

-Karbon nanotüpler

-Fullerenos

-Kuvars

-Silikon

-Germanyum

-Bor nitrür

Bu listeden karbon nanotüpler ve fullerenler de moleküler kristal katılar olarak düşünülebilir. Bunun nedeni, kovalent bağlı karbon atomlarından oluşmalarına rağmen, makromoleküller (futbol topları ve tüpler) olarak görselleştirilebilen birimleri tanımlamalarıdır.

Referanslar

1. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. (2008). Kimya (8. baskı). CENGAGE Öğrenme.
2. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya . (Dördüncü baskı). Mc Graw Hill.
3. Vikipedi. (2020 yılında). Kristal. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
4. Kimya LibreTexts. (16 Haziran 2019). Kristal ve Amorf Katılar. Chem.libretexts.org adresinden kurtarıldı
5. Rachel Bernstein ve Anthony Carpi. (2020 yılında). Katıların Özellikleri. Görüntüyle kurtarıldı: visionlearning.com