Er zijn drie basistoestanden van materie, ze zijn vast, vloeibaar en gas. Ze worden geclassificeerd op basis van hun structuur van moleculen, ionen en atomen die in de juiste volgorde zijn gerangschikt of verspreid. Vaste stoffen kunnen verder op basis van hun kristalstructuur worden ingedeeld in kristallijn en amorf. Beide vaste stoffen kunnen worden onderscheiden op basis van hun chemische en fysische eigenschappen.
Kristallijn versus amorf
Het verschil tussen kristallijn en amorf is hun structuur. Terwijl kristallijn een meer vaste vorm heeft en de ionen zijn gerangschikt in een bepaald patroon dat bekend staat als kristalrooster. In het geval van amorf zijn de moleculen in de vaste stof echter verspreid en niet in een bepaalde volgorde gerangschikt.
Vergelijkingstabel tussen kristallijn en amorf
| Vergelijkingsparameter: | kristallijn | amorf |
| Structuur | Ionen met een regelmatig patroon | Ionen met willekeurig patroon |
| Smeltpunt | Vaste smelttemperatuur | Niet vaste smelttemperatuur |
| Fysieke eigenschappen | anisotroop | isotroop |
| Symmetrie | Symmetrisch | asymmetrisch |
| Voorbeeld | Kwarts | Glas |
Wat is kristallijn?
Kristallijne vaste stof, ook wel kristal genoemd, is een vast materiaal dat bestaat uit atomen of ionen die zijn gerangschikt in een geordende microscopische structuur die verder het kristalrooster vormt dat zich in alle richtingen verspreidt. Alle kristallijne vaste stoffen hebben een vast smeltpunt. De rangschikking van atomen in een kristal staat bekend als kristalstructuur. De atomen vormen een periodieke rangschikking. Hoewel niet alle vaste stoffen kristallen zijn.
De kristalstructuur wordt gekenmerkt door zijn eenheidscellen. De eenheidscellen worden vervolgens verder gestapeld tot een driedimensionaal formaat om een kristal te creëren. Kristallen worden meestal herkend aan hun aparte vorm die bestaat uit een plat oppervlak met scherpe hoeken. Het is moeilijk om onderscheid te maken tussen een kristallijn en een niet-kristallijn door ze gewoon te voelen of ernaar te kijken. Ze kunnen worden onderscheiden op basis van hun chemische en fysische eigenschappen.
De kristallijne vaste stof heeft extreme temperaturen nodig om zijn intermoleculaire kracht af te breken. Ze hebben een vast kook- en smeltpunt omdat ze een uniforme rangschikking van moleculen hebben. Hoewel wanneer ze in een bepaalde richting worden gesneden, de fysieke eigenschappen veranderen en daarom staat het bekend als anisotroop.
Bij bepaalde gelegenheden resulteert de kristallijne vaste stof in een amorf op basis van het koelproces. Kwarts is bijvoorbeeld een kristal met zuurstof- en siliciumatomen in een geordende vorm, maar bij afkoeling kan het resulteren in een A-gestructureerd glas. Vaak wordt het kristallijne proces vermeden om een amorfe vaste stof als het eindproduct voor industriële doeleinden te krijgen.
Kristallen kunnen verder worden gegroepeerd in 7 verschillende typen op basis van roosters en lijnen, namelijk tetragonaal, hexagonaal, orthorhombisch, trigonaal, triklinisch, kubisch en monoklinisch. Kristallijne vaste stoffen worden ook gedefinieerd door het soort deeltjes waaruit ze bestaan en hun chemische binding. Gebaseerd op die kristallijne vaste stof kan b van 4 soorten ionisch, covalent, metaalachtig en moleculair zijn.
Wat is amorf?
Amorf is afgeleid van een Griekse term die "vormloos" betekent. Ze hebben onregelmatige rangschikkingen van samenstellende vaste deeltjes. Deze blokken zijn vergelijkbaar met de structurele basiseenheid die wordt gevonden in de overeenkomstige kristallijne fase van een vergelijkbare verbinding.
Theamorfe vaste stof mist een goede driedimensionale langeafstandsorde van kristallijn materiaal. De stof kan vast of vloeibaar zijn, afhankelijk van de connectiviteit tussen de elementaire bouwstenen. De vaste stoffen hebben een hoge mate van connectiviteit, terwijl de vloeistoffen een lage connectiviteit hebben.
Amorfe vaste stof heeft geen vast smeltpunt en transformatie van vaste stof naar vloeistof kan plaatsvinden over verschillende temperatuurbereiken. Amorfe vaste stoffen zijn over het algemeen isotroop (presteert uniforme eigenschappen in alle richtingen).
Elke kristallijne vaste stof kan amorf worden gemaakt door het proces van snelle afkoeling. Ze laten niet toe dat hun deeltjes in kristallijn formaat worden gerangschikt. Een amorfe vaste stof kan weer worden omgezet in een kristallijne vaste stof en blijft voor een langere periode onder het smeltpunt. De interne structuur van de amorfe substantie is gemaakt van onderling verbonden structurele blokken, ze hebben een vergelijkbare gelijkenis met kristallijn materiaal.
Amorfe vaste stof bestaat uit zowel natuurlijke als door de mens gemaakte stoffen. Het meest voorkomende voorbeeld van amorf dat wordt opgemerkt, is glas. Weinig andere amorfe vaste stoffen zijn smeermiddelen voor films, metaalglazen, polymeren en gels. Als de vloeibare fase snel wordt afgekoeld, kan elk materiaal stollen tot een amorfe vaste stof.
Belangrijkste verschillen tussen kristallijn en amorf
- Kristallijne vaste stoffen zijn extreem gestructureerd van aard, de moleculen in de vaste stof zijn georganiseerd in een gerangschikt patroon, ook bekend als kristalrooster. Amorfe vaste stoffen daarentegen zijn helemaal niet gestructureerd, de moleculen in de vaste stof zijn op een ongeorganiseerde manier.
- De kristallijne vaste stof heeft een vast smeltpunt, maar de amorfe vaste stof heeft geen vast smeltpunt. Ze smelten bij verschillende temperaturen.
- Kristallijne vaste stoffen zijn anisotroop, terwijl amorfe vaste stoffen isotroop zijn.
- Kristallijne vaste stof is symmetrisch van aard, terwijl amorfe vaste stof asymmetrisch van aard is.
- Een voorbeeld van kristallijn is kwarts en een voorbeeld van amorf is glas.
Gevolgtrekking
Er zijn drie toestanden van materie, namelijk vaste stoffen, vloeistoffen en gas. Het hangt allemaal af van de factor hoe dicht of hoe ver de moleculen van elkaar verwijderd zijn. Vaste stoffen zijn verder onderverdeeld in twee brede typen, namelijk kristallijn en amorf. Ze kunnen van elkaar worden onderscheiden op basis van structuur, smeltpunt, fysieke eigenschap en symmetrie.
Kristallijne vaste stoffen hebben een bepaalde vorm en structuur. De moleculen in de vaste stof zijn gerangschikt in een bepaald patroon. Ze hebben een vast smeltpunt. De kristallijn is anisotroop. Amorf daarentegen is ook bekend als pseudo-vaste stoffen. De moleculen binnenin zijn niet gerangschikt in een patroon of formaat. Ze hebben verschillende smeltpunten. Ze hebben een onregelmatige vorm.
Referenties
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169409X01000977
- https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=Pl1b_yhKH-YC&oi=fnd&pg=PP1&dq=crystalline&ots=d7r_cEFX-f&sig=yfunsduS0YhIFEujbVKyNyTgUKc
- https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00018738600101911
- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1659873
