Ero kiteisen ja amorfisen välillä

Amorfinen ja kiteinen ovat kaksi tilaa, jotka kuvaavat tyypillisiä kiintoaineita kemiassa. Röntgendiffraktiokokeita käyttämällä kiintoaineiden rakenne voidaan luokitella kiteisiin tai amorfisiin (ei-kiteisiin).

Kiinteät aineet ovat kolmen aineen perustilan joukossa, joihin kuuluvat nesteet ja kaasut. Niille on ominaista molekyylien, ionien ja atomien jäykkä rakenne, joka on järjestetty määrätyllä tai epäsäännöllisellä tavalla. Nämä järjestäytyneet tai ei-järjestäytyneet järjestelyt ovat johtaneet luokitteluun amorfisena ja kiteisenä, ja tämä artikkeli paljastaa näiden kahden termin väliset keskeiset erot.

Mikä on kiteinen?

Kiteinen kiinteä aine on sellainen, jossa aineosat hiukkaset on järjestetty oikein kolmiulotteiseen malliin, jota kutsutaan kidehilaksi yhtenäisillä molekyylienvälisillä voimilla, ja hiukkaset leikkaavat kidelle ominaisissa kulmissa..

Sisäisellä rakenteella on selkeä geometrinen muoto ja se osoittaa selvän halkeaman, kun se leikataan mihin tahansa rakenteen osaan. Röntgensäteillä nähtyä kolmiulotteista mallia käytetään kiinteän aineen tunnistamiseen. Ei ole kuitenkaan helppo havaita eroa kiteisten ja ei-kiteisten kiinteiden aineiden välillä koskettamalla niitä. Ne eroavat toisistaan ​​monilla näkökohdilla, mukaan lukien kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet.

Kiteiset kiinteät aineet (kiteet) tarvitsevat äärimmäisiä lämpötiloja molekyylien välisten voimien hajottamiseksi. Niillä on selvä sulamis- ja sulamispiste, koska niiden komponentit ovat tasaisesti järjestetty. Paikallinen ympäristö on myös yhtenäinen. Mihin tahansa suuntaan leikkaamalla fysikaaliset ominaisuudet ovat kuitenkin erilaisia, mikä tunnetaan siten anisotrooppisina. Kiertyessä akselin ympäri kiteiden rakenne pysyy samana ja sitä kutsutaan molekyylien, atomien tai ionien symmetriseksi järjestelyksi.

Jotkut kiteiset kiintoaineet voivat päätyä amorfisiksi jäähdytysprosessista riippuen. Muiden komponenttien kohdalla saattaa olla väärinkäyttö epäpuhtauksien vuoksi. Aineiden nopea jäähdytys voi myös johtaa amorfiseen rakenteeseen, jolla on epäsäännölliset geometriset muodot. Esimerkiksi kvartsi on kiteinen silikoni- ja happiatomien kanssa määrätyllä tavalla. Mutta nopeasti jäähdytettynä se voi johtaa amorfiseen rakenteeseen. Normaalisti käy niin, että kiteytysprosessia vältetään sulattamalla aineita nopeasti amorfisten kiinteiden aineiden tuottamiseksi niiden laajojen teollisten sovellusten vuoksi. Kumi, polymeeri ja lasi ovat täydellisiä esimerkkejä tärkeistä amorfisista kiintoaineista, joita käytetään suurelta osin niiden valtavien etujen ja ainutlaatuisten isotrooppisten ominaisuuksien vuoksi.

Kiteisten kiintoaineiden taitekerroin, mekaaninen lujuus, lämmönjohtavuus ja sähkönjohtavuus eroavat toisistaan ​​eri suuntiin. Se on tämäntyyppisten kiinteiden aineiden haittapuoli verrattuna ei-kiteisiin kiinteisiin aineisiin. Anisotrooppisen kiinteän aineen hyvä puoli on, että se tarkoittaa täydellisesti järjestettyä sisäistä rakennetta tasaisten vetovoimien voimien kanssa kidehilassa. Se kuvaa kiinteän aineen todelliset ominaisuudet pitkän kantaman järjestyksellä ja jäykän rakenteen.

Mikä on amorfinen?

Sana amorfinen on johdettu kreikkalaisesta sanasta amorfinen, joka tarkoittaa ”muodoton”. Tämä on kiinteän aineen hiukkasten muodoton, epäjärjestys ja epäsäännöllinen järjestely. Niiden molekyylien väliset voimat eivät ole samat, eivätkä myöskään hiukkasten väliset etäisyydet. Halkaistuaan amorfiset kiinteät aineet tuottavat fragmentteja tai kaarevia pintoja epäsäännöllisten geometristen muotojen vuoksi.

Joillakin amorfisilla kiintoaineilla voi olla osia järjestettyjä kuvioita, joita kutsutaan kiteisiin. Kiinteän aineen atomit, ionit tai molekyylit riippuvat jäähdytysprosessista. Kuten edellä mainittiin, kvartsikiteet eroavat kvartsilasista kiteytysprosessin takia. Mutta yleensä monilla amorfisilla kiintoaineilla on epäjärjestyskuvio. Niitä kutsutaan yleensä superjäähdytetyiksi kiinteiksi aineiksi, koska rakenteella on joitain ominaisuuksia nesteiden kanssa. Ne eivät myöskään osoita kiinteiden aineiden todellisia ominaisuuksia, mutta niitä käytetään silti pääasiassa lukuisissa sovelluksissa.

Lämmönjohtavuus, mekaaninen lujuus, sähkönjohtavuus ja taitekertoimet ovat samat amorfisten kiinteiden aineiden kaikissa suunnissa. Tämä selittää mistä nimi isotrooppinen tulee. Kiinteillä aineilla ei ole teräviä sulamispisteitä tai selkeää sulamislämpöä. Ennen kuin ne voivat sulaa, on sovellettava laajaa lämpötila-aluetta, koska komponentteja ei ole järjestetty. Lisäksi amorfisille kiinteille aineille on ominaista lyhyen kantaman järjestys. Esimerkkejä amorfisista kiintoaineista ovat polymeerit, kumit, muovit ja lasi.

Jos amorfinen kiinteä aine jätetään pitkään sen sulamispisteen alapuolelle, se voi muuttua kiteiseksi kiinteäksi aineeksi. Se voi kuvata samat ominaisuudet, jotka kiteisillä kiintoaineilla on.

Avainerot amorfisen ja kiteisen välillä

Kiteisen ja amorfisen rakenne

Kiteisillä kiintoaineilla on selkeä muoto oikein järjestetyillä ioneilla, molekyyleillä tai atomilla kolmiulotteisessa kuviossa, jota usein kutsutaan kidehilaksi. Jos ne on leikattu, ne kuvaavat selkeän halkeaman pintojen kanssa, jotka leikkaavat kidelle ominaisissa kulmissa. Amorfisilla kiintoaineilla on sitä vastoin epäjärjestysjärjestys komponentteja, joilla ei ole selkeää muotoa. Leikattaessa ne esittävät epäsäännöllisiä muotoja, yleensä kaarevilla pinnoilla. Kiteisiä komponentteja pitävät yhdessä yhdenmukaiset molekyylien väliset voimat, kun taas amorfisissa kiintoaineissa nämä voimat eroavat atomista toiseen.

Kiteisen ja amorfisen sulamispisteet

Amorfisilla kiintoaineilla ei ole tiettyjä sulamispisteitä, mutta ne sulavat laajalla lämpötila-alueella epäsäännöllisen muodon vuoksi. Kiteisillä kiintoaineilla on toisaalta terävä sulamispiste.

Kiteisten ja amorfisten fysikaaliset ominaisuudet

Kiteisillä kiintoaineilla on erilainen sähkönjohtavuus, lämmönjohtavuus, taitekerroin ja mekaaninen lujuus kiteessä eri suuntiin, joten niitä kutsutaan anisotrooppisiksi. Amorfisia kutsutaan isotrooppisiksi samanlaisten fysikaalisten ominaisuuksien vuoksi kummastakin suunnasta.

Esimerkkejä kiteisistä ja amorfisista

Esimerkkejä kiteisestä kiinteästä aineesta ovat NaCl, sokeri ja timantti, kun taas amorfisten kiinteiden aineiden esimerkkejä ovat lasi, kumi ja polymeerit.

Katso amorfisten kiteisten jakeiden vertailukaavio:

Yhteenveto amorfisista kiteisistä jakeista

• Kiteisillä kiinteillä aineilla on säännöllinen ionien, atomien tai molekyylien kolmiulotteinen kuvio, kun taas amorfisilla kiinteillä aineilla on näiden komponenttien satunnainen järjestely
• Kiteisillä kiintoaineilla on tarkka sulamispiste, kun taas amorfisilla kiintoaineilla sulaa lämpötila-alueella
• Amorfiset kiinteät aineet tuottavat katkaistuina epäsäännöllisiä kuvioita fragmentteja, kun taas kiteiset kiinteät aineet kuvaavat tiettyä muotoa
• Kiteinen, nimeltään anisotropiini, koska kaikissa suunnissa on erilaisia ​​fysikaalisia ominaisuuksia, kun taas amorfisia kutsutaan isotrooppisiksi
• Esimerkkejä amorfisista ovat lasi ja kiteisiä sisältävät timanttia.