Atomaire structuur versus kristalstructuur
In dit artikel ligt de nadruk op de interne rangschikking van een atoom en een kristal. Wat we van buitenaf zien, is het resultaat van de interne rangschikking van atomen of moleculen. Soms kan het externe aanzicht verschillen van de interne structuur; maar ze zijn niet volledig onafhankelijk van elkaar.
Atoomstructuur
Atomen zijn de kleine bouwstenen van alle bestaande stoffen. Ze zijn zo klein dat we ze niet eens met het blote oog kunnen waarnemen. Normaal gesproken bevinden atomen zich in het Angstrom-bereik. Met de ontdekking van subatomaire deeltjes was de volgende vraag voor wetenschappers om te ontdekken hoe ze in een atoom zijn gerangschikt. In 1904 presenteerde Thompson het pruimenpuddingmodel om de atomaire structuur te verklaren. Dit zei dat elektronen worden verstrooid in een bol waar ook positieve ladingen zijn verspreid om de negatieve ladingen te neutraliseren. De verspreiding van elektronen is als verstrooiing van pruimen in een pudding, vandaar de naam "pruimenpuddingmodel". Later deed Ernest Rutherford een experiment dat leidde tot het vinden van nauwkeurigere details over de atomaire structuur. Ze vuurden alfadeeltjes af op een dunne goudfolie en ontdekten de volgende gegevens.
• De meeste alfadeeltjes gingen door de goudfolie.
• Er zijn maar weinig deeltjes afgebogen.
• Sommige alfadeeltjes kaatsten recht terug.
Deze observaties hielpen hen tot de volgende conclusies te komen.
• Alfadeeltjes zijn positief geladen. De meeste van hen gingen door de goudfolie, wat betekent dat er veel vrije ruimtes binnenin zijn.
• Sommige werden afgebogen omdat ze in de buurt van een andere positieve lading kwamen. Maar het aantal doorbuigingen is erg laag, wat betekent dat de positieve ladingen zich op enkele plekken concentreren. En deze plaats werd de kern genoemd.
• Wanneer het alfadeeltje rechtstreeks een kern ontmoet, kaatst het direct terug.
Met de bovenstaande bevindingen van het experiment en op basis van vele andere latere experimenten, werd de atomaire structuur beschreven. Atoom bestaat uit een kern, die protonen en neutronen heeft. Behalve neutronen en positronen zijn er nog andere kleine subatomaire deeltjes in de kern. En er cirkelen elektronen rond de kern in orbitalen. De meeste ruimte in een atoom is leeg. De aantrekkingskrachten tussen de positief geladen kern (positieve lading door protonen) en de negatief geladen elektronen houden de vorm van het atoom in stand.
Kristalstructuur
Kristalstructuur is hoe de atomen of moleculen in een kristal zijn gerangschikt. Dit heeft een driedimensionale opstelling in de ruimte. Normaal gesproken is er in een kristal een zich herhalende rangschikking van bepaalde atomen of moleculen. Een van de herhalende eenheden van een kristal wordt een "eenheidscel" genoemd. Vanwege deze zich herhalende opstelling is er een patroon en een lange afstandsvolgorde in een kristal. De kristalstructuur bepaalde veel van zijn fysische en chemische eigenschappen, zoals elektronische bandstructuur, splitsing, transparantie, enz. Er zijn zeven kristalroostersystemen, die zijn gecategoriseerd op basis van hun vorm. Ze zijn kubisch, tetragonaal, orthorhombisch, hexagonaal, trigonaal, triklinisch en monoklinisch. Volgens de eigenschappen kunnen kristallen ook worden gecategoriseerd als covalente, metaalachtige, ionische en moleculaire kristallen.
Wat is het verschil tussen atoomstructuur en kristalstructuur?
• Atoomstructuur geeft een idee van de vorm van een atoom en hoe de subatomaire deeltjes in een atoom zijn gerangschikt. Kristalstructuur vertelt over hoe de atomen of de moleculen zijn gerangschikt in een kristal, vast of een vloeistof.
• De algehele atomaire structuur is gemeenschappelijk voor alle atomen, behalve het aantal subatomaire deeltjes. Maar er zijn een groot aantal variaties in de kristalstructuur.
