ساختار اتمی در مقابل ساختار کریستالی
در این مقاله، تمرکز اصلی بر روی آرایش داخلی یک اتم و یک کریستال است. آنچه از بیرون می بینیم نتیجه آرایش درونی اتم ها یا مولکول هاست. گاهی اوقات، نمای خارجی ممکن است با ساختار داخلی متفاوت باشد. اما آنها کاملاً مستقل از یکدیگر نیستند.
ساختار اتمی
اتم ها بلوک های کوچک سازنده همه مواد موجود هستند. آنها به قدری کوچک هستند که ما حتی نمی توانیم با چشم غیر مسلح خود را مشاهده کنیم. به طور معمول، اتم ها در محدوده آنگستروم قرار دارند. با کشف ذرات زیر اتمی، سوال بعدی دانشمندان این بود که چگونه آنها را در یک اتم آرایش کنند.در سال 1904، تامپسون مدل پودینگ آلو را برای توضیح ساختار اتمی ارائه کرد. این می گوید که الکترون ها در کره ای پراکنده می شوند که در آن بارهای مثبت نیز برای خنثی کردن بارهای منفی پراکنده شده اند. پراکندگی الکترون ها مانند پراکندگی آلو در یک پودینگ است، از این رو به آن "مدل پودینگ آلو" می گویند. بعداً ارنست رادرفورد آزمایشی انجام داد که منجر به یافتن جزئیات دقیق تری در مورد ساختار اتمی شد. آنها ذرات آلفا را به یک ورق طلای نازک شلیک کردند و به داده های زیر پی بردند.
• بیشتر ذرات آلفا از ورق طلا عبور کردند.
• تعداد کمی از ذرات منحرف شدند.
• برخی از ذرات آلفا مستقیماً برگشتند.
این مشاهدات به آنها کمک کرد تا به نتایج زیر برسند.
• ذرات آلفا بار مثبت دارند. بیشتر آنها در حال عبور از ورق طلا بودند به این معنی که فضای خالی زیادی در داخل وجود دارد.
• برخی از آنها منحرف شدند زیرا از نزدیکی بار مثبت دیگری عبور می کردند. اما تعداد انحرافات بسیار کم است، به این معنی که بارهای مثبت در چند نقطه متمرکز می شوند. و این مکان به عنوان هسته نامگذاری شد.
• وقتی ذره آلفا مستقیماً با یک هسته برخورد می کند، مستقیماً به عقب باز می گردد.
با یافته های آزمایش فوق و بر اساس بسیاری از آزمایش های بعدی دیگر، ساختار اتمی شرح داده شد. اتم از یک هسته تشکیل شده است که دارای پروتون و نوترون است. به غیر از نوترون ها و پوزیترون ها، ذرات کوچک زیر اتمی دیگری نیز در هسته وجود دارند. و الکترون هایی در اطراف هسته در اوربیتال ها در حال چرخش هستند. بیشتر فضای یک اتم خالی است. نیروهای جاذبه بین هسته با بار مثبت (بار مثبت ناشی از پروتون ها) و الکترون های دارای بار منفی شکل اتم را حفظ می کنند.
ساختار کریستالی
ساختار کریستالی نحوه چیدمان اتم ها یا مولکول ها در یک کریستال است. این یک آرایش سه بعدی در فضا دارد. به طور معمول، در یک کریستال، آرایش مکرر اتم ها یا مولکول های خاص وجود دارد. یکی از واحدهای تکرار شونده یک کریستال به عنوان "سلول واحد" نامگذاری شده است. به دلیل این آرایش تکراری، یک الگوی و یک نظم دوربرد در یک کریستال وجود دارد.ساختار بلوری بسیاری از خواص فیزیکی و شیمیایی آن مانند ساختار نواری الکترونیکی، برش، شفافیت و غیره را تعیین می کند. هفت سیستم شبکه بلوری وجود دارد که بر اساس شکل آنها دسته بندی می شوند. آنها مکعب، چهار ضلعی، متعامد، شش ضلعی، مثلثی، سه کلینیک و تک کلینیک هستند. با توجه به خواص، کریستال ها را می توان به عنوان کریستال های کووالانسی، فلزی، یونی و مولکولی طبقه بندی کرد.
تفاوت بین ساختار اتمی و ساختار کریستالی چیست؟
• ساختار اتمی ایده ای از شکل یک اتم و نحوه چیدمان ذرات زیر اتمی در یک اتم به دست می دهد. ساختار بلوری نشان می دهد که چگونه اتم ها یا مولکول ها در یک جامد یا مایع کریستالی قرار گرفته اند.
• ساختار کلی اتمی در همه اتم ها مشترک است به جز تعداد ذرات زیر اتمی. اما تعداد زیادی از تغییرات ساختار کریستالی وجود دارد.
