Skillnad mellan atomstruktur och kristallstruktur

Huvudskillnad - Atomstruktur mot kristallstruktur

Även om atomer är de minsta enheterna som kan hittas i all materia, har dessa atomer en komplex struktur när de analyseras experimentellt. För att förstå nästan alla begrepp inom kemi är det väsentligt att tydligt förstå den grundläggande strukturen hos en atom. Kristaller är fasta föreningar gjorda av ett antal atomer eller molekyler. Det finns särskilda arrangemang i kristaller. Dessa arrangemang kallas kristallstrukturer. Att undersöka kristallstrukturen är mycket viktigt vid bestämning av egenskaperna hos den föreningen. Huvudskillnaden mellan atomstruktur och kristallstruktur är det atomstruktur beskriver arrangemanget av subatomära partiklar i en atom medan kristallstruktur beskriver arrangemanget av atomer eller molekyler i en kristallin förening.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är Atomic Structure
      - Definition, strukturens förklaring
2. Vad är Crystal Structure
      - Definition, strukturens förklaring
3. Vad är skillnaden mellan atomstruktur och kristallstruktur
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: Atom, Atomstruktur, Kovalenta Nätverkskristaller, Kristallstruktur, Kristallinstruktur, Kristallografi, Joniska kristaller, Metallkristaller, Orbital, Skal, Subshell

Vad är en atomstruktur

Atomstruktur är arrangemanget av subatomära partiklar i en atom. Tidigare trodde forskare att en atom är den minsta enheten som finns på jorden och all materia består av atomer, men senare visade experiment att atomer kan delas upp ytterligare i subatomiska partiklar. Därför kom begreppet atomstruktur i diskussion. Olika forskare föreslog olika strukturer för en atom. Men med utvecklingen av vetenskap och teknik utvecklades den moderna atomteorin, som tydligt förklarar en atoms struktur.

Enligt modern atomteori består en atom av tre typer av subatomära partiklar benämnda elektroner, protoner och neutroner. Protonerna och neutronerna ligger i mitten av atomerna, som bildar en central kärna som kallas kärna. Elektronerna är i kontinuerlig rörelse runt kärnan i speciella vägar. Men dessa elektroner ser ut som ett elektronmoln som omger atomkärnan.

Figur 1: Atomstruktur av helium

Eftersom elektroner är i kontinuerlig rörelse runt kärnan, kan vi inte bestämma exakt platsen för en elektron i taget. Vi kan bara säga sannolikheten att hitta en elektron på en viss plats. Enligt dessa sannolikheter finns det vissa skal som elektroner rör sig in. Dessa skal har sin egen kvantiserade energinivå. Sålunda är dessa skal anordnade i enlighet med energinivån av elektroner närvarande i dessa skal. Skalet med den lägsta energin är närmast kärnan. Dessa elektronskalor kallas K, L, M, N, etc. från kärnan till utsidan.

Elektronskal kan delas upp i subshells. Dessa subshells heter som subshell, p subshell, d subshell och f subshell. Med undantag för s-delskal kan andra subshells vidare indelas i orbitaler. Varje orbit kan rymma högst två elektroner som har motsatta snurrar.

Elektroner är de viktigaste subatomära partiklarna som deltar i kemiska reaktioner. Protoner och neutroner deltar emellertid i kärnreaktioner.

Vad är Crystal Structure

Kristallstruktur är arrangemanget av atomer eller molekyler i en kristall. Fasta föreningar kan uppdelas i tre grupper som kristallina föreningar, halvkristallina föreningar och icke-kristallina föreningar. Kristallina föreningar har en välorganiserad struktur. De har en tredimensionell organisation. Kristallstrukturen hos en kristallin förening kallas en gitter. Den minsta enheten i denna organiserade struktur kallas en enhetscell. Denna enhetcell ska representera kristallens övergripande arrangemang.

Det finns tre stora strukturer som föreslås för enhetscellen. De är enkla kubiska strukturer, kroppscentrerad kubisk struktur och ansiktscentrerad kubisk struktur. När man överväger kristallstrukturen finns det sju strukturer som en kristall kan ha som heter enligt symmetri. De är monokliniska, tricliniska, trigonala, hexagonala, ortorhombiska, tetragonala och kubiska.

Figur 2: NaCl-kristallstruktur

Dessutom finns det kristallstrukturer som heter enligt den typ av kemisk bindning som finns i den kristallen. De är joniska kristaller, kovalenta nätverkskristaller och metallkristaller. Joniska kristaller är gjorda av katjoner och anjoner som ordnas i en regelbunden, upprepande struktur. Kovalenta nätverkskristaller består av atomer eller molekyler bundna till varandra genom kovalenta bindningar som bildar ett nätverk av atomer eller molekyler. Metallkristaller består av metallkatjoner omgivna av fritt rörliga elektroner.

Skillnad mellan atomstruktur och kristallstruktur

Definition

Atomstruktur: Atomstruktur är arrangemanget av subatomära partiklar i en atom.

Kristallstruktur: Kristallstruktur är arrangemanget av atomer eller molekyler i en kristall.

Strukturera

Atomstruktur: Atomstruktur är en komplex struktur.

Kristallstruktur: Kristallstruktur är en välorganiserad gitterstruktur.

Komponenter

Atomstruktur: Atomer består av subatomiska partiklar: elektroner, protoner och neutroner.

Kristallstruktur: Kristaller är sammansatta av katjoner och anjoner eller metalljoner och fria elektroner.

variationer

Atomstruktur: Den totala atomstrukturen är densamma i alla atomer.  

Kristallstruktur: Kristallstrukturerna skiljer sig från varandra beroende på komponenterna i kristallen.

Slutsats

Atomstruktur är viktig för att förstå allt om kemi. Kristallstruktur är viktig för att identifiera kristaller, förstå kristallernas egenskaper och förutse deras reaktioner. Huvudskillnaden mellan atomstruktur och kristallstruktur är att atomstrukturen beskriver arrangemanget av subatomära partiklar i en atom medan kristallstruktur beskriver arrangemanget av atomer eller molekyler i en kristallin förening.

Image Courtesy:

1. "Helium atom QM" Av användare: Yzmo - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "NaCl kristallstruktur" Av Eyal Bairey (användare: Eyal Bairey) - Egent arbete (Public Domain) via Commons Wikimedia

referenser:

1. "Crystal Structures och Unit Cell." Study.com, tillgänglig här. Åtkomst 21 september 2017.
2. "Crystal Structure (Teori)." Virtual Lab: Physical Sciences: Amrita Vishwa Vidyapeetham Virtual Lab, tillgänglig här. Åtkomst 21 september 2017.