Kristālisks vs polikristālisks
Lai arī cietās vielas mēs definējam kā kristāliskas vai amorfas, dabā ir maz šo tīro formu piemēru. Lielāko daļu laika tie tiek sajaukti kopā vai veido variācijas. Polikristāliska ir šāda kristālisko cieto vielu variācija. Šeit mēs detalizēti izpētīsim atšķirības starp kristālisko un polikristālisko.
Kristālisks
Kristālisks var būt kristāls, kas sastāv no kristāla, vai līdzinās kristālam. Kristāliskām cietajām vielām vai kristāliem ir sakārtotas struktūras un simetrija. Atomi, molekulas vai joni kristālos ir sakārtoti noteiktā veidā, tādējādi tiem ir liela diapazona secība. Kristālainās cietās daļās ir regulāra, atkārtojoša shēma; tādējādi mēs varam noteikt vienību, kas atkārtojas. Pēc definīcijas “kristāls ir viendabīgs ķīmisks savienojums ar regulāru un periodisku atomu izvietojumu. Kā piemēru var minēt halītam, sāls (NaCl), un kvarca (SiO 2). Bet kristāli nav tikai minerāli: tie satur lielāko daļu cieto vielu, piemēram, cukuru, celulozi, metālus, kaulus un pat DNS.” 1Kristāli dabiski sastopami kā lieli kristāliski ieži uz zemes, piemēram, kvarcs, granīts. Kristālus veido arī dzīvi organismi. Piemēram, kalcītu ražo mīkstmieši. Ir ūdens bāzes kristāli sniega, ledus vai ledāju formā. Kristālus var iedalīt kategorijās pēc to fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Tie ir kovalenti kristāli (piemēram, dimants), metāla kristāli (piemēram, pirīts), jonu kristāli (piemēram, nātrija hlorīds) un molekulārie kristāli (piemēram, cukurs). Kristāliem var būt dažādas formas un krāsas. Kristāliem ir estētiska vērtība, un tiek uzskatīts, ka tiem ir ārstnieciskas īpašības; tādējādi cilvēki tos izmanto rotu izgatavošanai.
Izņemot dažus kristālus, daži cietie materiāli var atgādināt kristālus, pieņemot dažas tā īpašības. Piemēram, tie var būt dzirkstoši, caurspīdīgi vai dzidri, vai to struktūra var būt līdzīga kristālam.
Polikristālisks
Dabā lielākoties šķiet, ka kristāli ir izjaukuši to tāldarbības kārtību. Polikristāliskas ir cietas vielas, kas sastāv no daudziem maziem kristāliem. Tie ir sakārtoti dažādās orientācijās, un tos saista ļoti nepilnīgas robežas. Kristāli polikristāliskā cietā vielā ir mikroskopiski, un tos sauc par kristalītiem. Tos sauc arī par graudiem. Ir cietas vielas, kuras sastāv no viena kristāla, piemēram, dārgakmeņiem, silīcija monokristāliem. Tomēr tie dabā notiek ļoti reti. Cietās vielas lielākoties ir polikristāliskas. Šādā struktūrā atsevišķu kristālu skaitu satur amorfu cietvielu slānis. Amorfā cietā viela ir cieta viela, kurai nav kristāliskas struktūras. Tas nozīmē, ka struktūrā nav atomu, molekulu vai jonu sakārtota liela attāluma. Tāpēcpolikristāliskā struktūrā ir traucēta tāldarbības kārtība. Piemēram, visi metāli un keramika ir polikristāliski. Šajos secība un orientācija ir ļoti nejauši. To var noteikt pēc polikristāliskās cietās vielas augšanas veida vai pēc apstrādes apstākļiem.
Kāda ir atšķirība starp kristālisko un polikristālisko?
• Polikristāliskās cietās vielas sastāv no daudziem kristālisko cietvielu veidiem.
• Kristāliskām cietajām vielām vai kristāliem ir sakārtota struktūra un simetrija, bet polikristāliskā struktūrā tālsatiksmes secība ir izjaukta.
• Kristāliskā struktūra ir vienmērīga un tai nav robežu, bet polikristāliskā struktūra atšķiras no tās. Tam nav nepārtrauktas struktūras, un tam ir robežas starp graudiem.
• Kristālisko struktūru ir grūti izveidot, un tā dabā ir reta atšķirībā no polikristāliskās struktūras.
1 Wenk, HR, Bulakh A., “Minerālvielas: to sastāvs un izcelsme”, Universitātes prese, Kembridža, 2004
