Kristali i amorfne tvari
- razlikovati amorfne od kristalnih tvari
- navesti elemente simetrije
- opisati jediničnu ćeliju kristalne rešetke
- izvesti kristalizaciju nekih tvari
Uvod
Čiste tvari u čvrstom stanju mogu biti kristalne i amorfne.
Jedna od nama poznatih amorfnih tvari je staklo.
Amorfne tvari nemaju određeno talište.
Zagrijavanjem postupno mekšaju dok se ne rastale.
Raspon temeprature mekšanja stakla ovisi o njegovom sastavu.
Uvod
Čiste tvari u čvrstom stanju mogu biti kristalne i amorfne. Amorfne čvrste tvari vrlo su rijetke u prirodi.
Iako staklo djeluje kao da ima savršenu pravilnu strukturu ono je amorfna tvar.
Za amorfne tvari karakteristično je da nemaju određeno talište, već zagrijavanjem postupno mekšaju dok se ne rastale. Raspon temeprature mekšanja stakla ovisi o njegovom sastavu.
Svjetlovodi
Staklena vlakna, svjetlovodi prenose svjetlost.
Danas imaju široku primjenu u komunikacijskoj tehnologiji.
Pomoću staklenih vlakana komunikacijski je danas povezan cijeli svijet.
Prva komercijalna primjena optičkih vlakana
(kablova) bila je davne 1976. godine.
Desetak godina kasnije postavljen je prvi optički kabel.
Taj optički kabel bio je dužine gotovo 20 000 km.
Danas povezuje Europu s Dalekim Istokom, Azijom i Australijom.
Svjetlovodi
Staklena vlakna, svjetlovodi prenose svjetlost i danas imaju široku primjenu u komunikacijskoj tehnologiji. Pomoću staklenih vlakana komunikacijski je danas povezan cijeli svijet.
Prva komercijalna primjena optičkih vlakana (kablova) bila je davne 1976. godine. Desetak godina kasnije postavljen je prvi optički kabel, dužine gotovo 20 000 km, koji danas povezuje Europu s Dalekim Istokom, Azijom i Australijom.
Elementi simetrije
Davno se uočilo da priroda teži simetriji.
Pretpostavilo se da su zadivljujući heksagonski oblici
snježnih pahulja posljedica pravilnog unutarnjeg uređenja.
Prvi koji je pokušao dovesti u vezu vanjski oblik kristala
s njegovom unutarnjom strukturom
bio je Johannes Kepler 1611. godine.
On je proučavao samo pravilan oblik snježnih pahulja.
Robert Hook je tvari promatrao optičkim mikroskopom.
Uočio je da su vanjske plohe komadića kristala kvarca
različitih oblika, poput kvadrata, pravokutnika ili romba.
To je i objavio u svojoj knjizi „Micrographia“ 1665.g.
Pretpostavilo se da su zadivljujući heksagonski oblici snježnih pahulja posljedica pravilnog unutarnjeg uređenja. Prvi koji je pokušao dovesti u vezu vanjski oblik kristala s njegovom unutarnjom strukturom bio je Johannes Kepler 1611. godine. On je proučavao samo pravilan oblik snježnih pahulja.
Robert Hook je tvari promatrao optičkim mikroskopom i uočio da su vanjske plohe komadića kristala kvarca različitih oblika, poput kvadrata, pravokutnika ili romba. To je i objavio u svojoj knjizi „Micrographia“ 1665.g.
Zahvaljujući danskom liječniku i prirodoslovcu Nielsu Stensenu (1638. – 1686.) utvrđeno je da su za kristale određenih mineralnih tvari karakteristični kutovi između ploha i bridova, a ne veličina i boja kristala.
Kristal natrijeva klorida kao i kristal pirita može se zamišljenom ravninom podijeliti na dva zrcalno jednaka dijela koji se odnose kao predmet i njegova slika u zrcalu ili kao lijeva i desna ruka.
Takva se ravnina naziva ravnina simetrije. Dok kristal natrijeva klorida ima 9 ravnina simetrije, kristal kvarca nema niti jednu ravninu simetrije.
Zamišljeni pravac koji prolazi kroz središte kristala oko kojeg se kristal može zakretati naziva se os simetrije.
Kod kristala je moguća rotacija samo za točno određeni kut: 60°, 90°, 120°. 180° i 360°.
Zamišljena točka u središtu kristala naziva se središte simetrije.
na suprotnoj strani kristala istovrsnu, usporednu i inverznu plohu.
Za svaki brid ima usporedni istovrsni brid.
Za svaki vrh istovrsni vrh na suprotnoj strani kristala.
Općenito se može reći da su ravnina,
os i središte simetrije, elementi simetrije.
Za tvari kristalne građe karakteristična je
periodična uređenost jedinki (atoma, molekula, iona).
Kristalna rešetka neke tvari opisuje zakonitost
po kojoj se raspored jedinki ponavlja u prostoru.
Jedinična ćelija je najmanji dio kristala
čijim slaganjem u sva tri smjera u prostoru nastaje kristal.
Sve kristalne strukture mogu se prikazati
u 14 jediničnih ćelija razvrstanih u 7 osnovnih kristalnih sustava.
Pri definiranju kristalnih struktura uzimamo u obzir
duljinu osi a,b i c te kuteve koje navedene osi zatvaraju (α, β i γ).
Općenito se može reći da su ravnina, os i središte simetrije, elementi simetrije.
Za tvari kristalne građe karakteristična je periodična uređenost jedinki (atoma, molekula, iona). Kristalna rešetka neke tvari opisuje zakonitost po kojoj se raspored jedinki ponavlja u prostoru. Jedinična ćelija je najmanji dio kristala čijim slaganjem u sva tri smjera u prostoru nastaje kristal.
Prema odnosu duljina osi a, b i c te kuteva koje osi zatvaraju α, β i γ sve kristalne strukture mogu se prikazati u 14 vrsta jediničnih ćelija razvrstanih u 7 osnovnih kristalnih sustava.
Prvu kristalnu strukturu tj. raspored atoma unutar jedinične ćelije
odredili su 1913. godine otac i sin W.H. Bragg i W.L. Bragg.
Koristili su se metodom rentgenske strukturne analize.
Ta otkrića označila su početak moderne kristalografije
i prekretnicu u razvoju svih prirodnih znanosti.
O kristalnoj strukturi tvari ovise kemijska,fizikalna i biološka svojstva.
Pomoću rendgenske analize otkrivene su strukture
mnogih,važnih molekula.
Neke od tih molekula su: DNA, kolesterol, penicilin,
vitmina B12, inzulin i druge.
Prvu kristalnu strukturu tj. raspored atoma unutar jedinične ćelije metodom rendgenske strukturne analize odredili su 1913. godine otac i sin W. H. Bragg i W. L. Bragg. Ta otkrića označila su početak moderne kristalografije i prekretnicu u razvoju svih prirodnih znanosti.
Poznato je da o kristalnoj strukturi tvari osim kemijskih i fizikalnih svojstava ovise i biološka svojstva. Pomoću rendgenske analize otkrivene su strukture mnogih, za čovječanstvo, važnih molekula: DNA, kolesterol, penicilin, vitmina B12, inzulin i druge.
Kristalografija je važna!
Istražite zašto je kristalografija važna u zrakoplovnoj, automobilskoj industriji kao i u proizvodnji vlakova novih generacija koje koriste slitine aluminija.
Točan omjer masa aluminija i magnezija važan je u proizvodnji slitine za izradu aviona (više aluminija u slitini, masa aviona je veća, a više od dozvoljenog magnezija, zapaljivost slitine je veća).
Na kraju…
Lako je uzgajati svoje kristale šećera! Šećer saharoza glavni je sastojak tvrdih bombona. Izrada vlastitog tvrdog bombona omogućit će vam ne samo praćenje rasta kristala već i, ako budete uspješni, proučavanje strukture kristala saharoze. Svi navedeni sastojci koji se koriste u ovom pokusu su jestivi. Možete mu dodati prehrambenu boju i aromu po svom ukusu.
Unesite odgovore na pripadajuća mjesta.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Za amorfne tvari karakteristična je kristalna struktura.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Staklo je amorfna tvar.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Amorfne tvari nemaju točno određeno talište.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Kristalne tvari nemaju točno određeno talište.
Unesite odgovore na pripadajuća mjesta.
Klikom odaberite jedan ili više točnih odgovora.
Odaberite sve točne odgovore.
Jedinična ćelija je:
Unesite odgovore na pripadajuća mjesta.
Želite li pokušati ponovo?