Kidemääritys, esimerkit ja yleiset tyypit

Kristalli koostuu asia joka muodostuu atomien, molekyylien tai ionien järjestäytyneestä järjestelystä. Muotoileva hila ulottuu kolmiulotteisesti.

Koska toistuvia yksiköitä on, kiteillä on tunnistettavat rakenteet. Suuret kiteet näyttävät tasaiset alueet (kasvot) ja hyvin määritellyt kulmat.

Kiteitä, joilla on selkeät litteät kasvot, kutsutaan euhedral-kiteiksi, kun taas niitä, joilla ei ole määriteltyjä pintoja, kutsutaan katedraalikiteiksi. Kiteitä, jotka koostuvat järjestetyistä atomiryhmistä, jotka eivät ole aina jaksollisia, kutsutaan kvasikiteiksi.

Sana "kristalli" tulee antiikin Kreikan sanasta krustallos, joka tarkoittaa sekä "kalliokitettä" että "jäätä". Kiteiden tieteellistä tutkimusta kutsutaan kristallografiaksi.

Esimerkkejä jokapäiväisistä materiaaleista, joita kohtaat kiteinä, ovat ruokasuola (natriumkloridi tai halogeniittikiteet), sokeri (sakkaroosi) ja lumihiutaleet. Monet jalokivet ovat kiteitä, mukaan lukien kvartsi ja timantti.

On myös monia materiaaleja, jotka muistuttavat kiteitä, mutta ovat todella monikiteitä. Monikiteitä muodostuu, kun mikroskooppiset kiteet sulautuvat yhteen kiinteän aineen muodostamiseksi. Nämä materiaalit eivät koostu tilatuista ristikoista.

Esimerkkejä monikiteistä ovat jää, monet metallinäytteet ja keramiikka. Vielä vähemmän rakennetta tuovat esiin amorfiset kiinteät aineet, joilla on epäsäännöllinen sisäinen rakenne. Esimerkki amorfisesta kiinteästä aineesta on lasi, joka voi muistuttaa kideä kasvona, mutta ei vieläkään.

Kiteissä atomien tai atomiryhmien välille muodostettujen kemiallisten sidosten tyypit riippuvat niiden koosta ja elektronegatiivisuudesta. Kiteitä on neljää luokkaa ryhmittyneinä niiden sitoutumisesta:

1. Kovalenttiset kiteet: Kovalenttisissa kiteissä olevat atomit yhdistetään kovalenttisilla sidoksilla. Puhtaat ei-metallit muodostavat kovalenttisia kiteitä (esim. Timantti) samoin kuin kovalenttiset yhdisteet (esim. Sinkkisulfidi).
2. Molekyylikiteet: Koko molekyylit sitoutuvat toisiinsa järjestäytyneellä tavalla. Hyvä esimerkki on sokerikide, joka sisältää sakkaroosimolekyylejä.
3. Metallikiteet: Metallit muodostavat usein metallisia kiteitä, joissa jotkut valenssielektroneista voivat liikkua vapaasti hilan läpi. Esimerkiksi rauta voi muodostaa erilaisia ​​metallikiteitä.
4. Ioniset kiteet: Sähköstaattiset voimat muodostavat ionisia sidoksia. Klassinen esimerkki on haliitti- tai suolakite.

Kristallirakenteiden järjestelmiä on seitsemän, joita myös kutsutaan miekkailu tai avaruushilat:

1. Kuutio- tai isometrinen: Tämä muoto sisältää oktaaedreita ja dodekaedreja sekä kuutioita.
2. tetragonal: Nämä kiteet muodostavat prismat ja kaksinkertaiset pyramidit. Rakenne on kuin kuutiometri, paitsi että yksi akseli on pidempi kuin toinen.
3. ortorombisina: Nämä ovat rombiprismat ja dipyramidit, jotka muistuttavat tetragonia, mutta joissa ei ole neliömäisiä poikkileikkauksia.
4. Kuusikulmainen: Kuusipuoliset prismat, joiden poikkileikkaus on kuusikulmio.
5. trigonal: Näillä kiteillä on kolminkertainen akseli.
6. trikliinistä: Trikliiniset kiteet eivät yleensä ole symmetrisiä.
7. monokliininen: Nämä kiteet muistuttavat vinoja tetragonaalimuotoja.

Hilailla voi olla yksi hilapiste solua kohden tai useampia kuin yksi, jolloin saadaan yhteensä 14 Bravais-kidehilatyyppiä. Fyysikolle ja kristallograafille Auguste Bravaisille nimetyt Bravais-hilat kuvaavat kolmiulotteista taulukkoa, jonka muodostavat joukko erillisiä pisteitä.

Aine voi muodostaa useamman kuin yhden kidehilan. Vesi voi esimerkiksi muodostaa kuusikulmaisen jään (kuten lumihiutaleet), kuutiojäätä ja romboediumjäätä. Se voi myös muodostaa amorfisen jään.

Hiilestä voi muodostua timantti (kuutiomainen hila) ja grafiitti (kuusikulmainen hila.)

Kiteen muodostamisprosessia kutsutaan kiteytys. Kiteytyminen tapahtuu yleensä, kun kiinteä kide kasvaa nesteestä tai liuoksesta.

Kun kuuma liuos jäähtyy tai kyllästetty liuos haihtuu, hiukkaset vetäytyvät riittävän lähelle kemiallisten sidosten muodostumista. Kiteitä voi muodostua myös laskeutumisesta suoraan kaasufaasista. Nestekiteissä on hiukkasia, jotka ovat suunnattu organisoidusti, kuten kiinteät kiteet, mutta kykenevät kuitenkin virtaamaan.