Kľúčový rozdiel medzi kryštálmi a kvázikryštálmi je v tom, že kryštály majú usporiadanú štruktúru, ktorá je periodická, zatiaľ čo kvázikryštály majú tiež usporiadanú štruktúru, ktorá nie je striktne periodická.
Pojmy kryštály a kvázikryštály sú užitočné v oblasti kryštalografie, ktorá spadá pod priemyselnú chémiu. Kryštály sú monomérne jednotky kryštalických materiálov, zatiaľ čo kvázikryštály sú typy kryštálov, ktoré obsahujú zoskupenia atómov, ktoré sú usporiadané, ale nie sú striktne periodické.
Čo sú kryštály?
Kryštály sú monomérne jednotky kryštalických materiálov. Tieto pevné kryštalické zlúčeniny obsahujú svoje atómy, molekuly alebo ióny usporiadané do vysoko usporiadanej mikroskopickej štruktúry. Tieto jednotky tvoria kryštálovú mriežku kryštalického materiálu. Kryštálová mriežka sa môže rozprestierať všetkými smermi. Okrem toho môžeme pomocou geometrických tvarov identifikovať mikroskopické monokryštály kryštalických materiálov. Pri zvažovaní geometrických tvarov sa kryštály skladajú z plochých plôch, ktoré majú špecifické a charakteristické orientácie. Okrem toho oblasťou štúdia kryštálov je kryštalografia. Proces tvorby kryštálov nazývame rast kryštálov alebo kryštalizácia.
Obrázok 01: Kryštalické a nekryštalické formy hmoty
V kryštálovej štruktúre sú atómy, molekuly alebo ióny usporiadané v periodickom usporiadaní. Všetky pevné látky však nie sú kryštály. Môžu tam byť nekryštalické látky, ako je znázornené na obrázku vyššie. Ak vezmeme do úvahy vodu, keď voda začne mrznúť, fáza hmoty sa zmení z kvapalnej na pevnú a malé kryštály ľadu majú tendenciu rásť, kým nedôjde k fúzii (ktorá vytvorí polykryštalickú štruktúru).
Môžeme ukázať jednotkovú bunku pre kryštalický materiál. Základná bunka je pomyselný box, ktorý obsahuje jeden alebo viac atómov v špecifickom usporiadaní. Jednotkové bunky majú zvyčajne tendenciu hromadiť sa v 3D usporiadaní a vytvárať kryštál. Kryštály rozpoznáme podľa ich tvaru podľa plôch, ktoré majú ostré uhly.
Kryštalizácia je proces, pri ktorom sa tvoria kryštály z tekutiny alebo rozpustených materiálov v tekutine. Oblasť kryštalizácie je veľmi široká, pretože jedna kvapalina je schopná stuhnúť do mnohých rôznych foriem v závislosti od podmienok. Preto je to komplexná a rozsiahlo študovaná oblasť.
Čo sú kvázikryštály?
Kvazikryštály sú typom kryštálov, ktoré obsahujú zoskupenia atómov, ktoré sú usporiadané, ale nie sú striktne periodické. Preto kvázikryštály môžu mať určitú podobnosť s normálnymi kryštálmi. Podobnosti medzi normálnymi kryštálmi a kvázikryštálmi sú uvedené nižšie.
Obrázok 02: Kvázikryštál (štruktúra kvázikryštálov holmium-horčík-zinok)
Tento typ kryštálu je zvyčajne známy svojou schopnosťou ukázať päťnásobnú symetriu. Táto symetria je v normálnych periodických kryštáloch nemožná. Preto Medzinárodná únia kryštalografie predefinovala „kryštály“tak, aby zahŕňala podrobnosti o kvázikryštáloch.
Objav kvázikryštálov sa uskutočnil v roku 1982. Tvorba týchto kryštálov je zriedkavá, pretože len asi 100 známych pevných látok má tendenciu vytvárať kvázikryštály spomedzi 400 000 normálnych periodických kryštálov známych do roku 2004. Dan Shechtman navyše dostal Nobelovu cenu za objav kvázikryštálov.
Aké sú podobnosti medzi kryštálmi a kvázikryštálmi?
- Kryštály a kvázikryštály sú typy kryštalického materiálu.
- Zobrazujú diskrétny obrazec v röntgenovej difrakcii.
- Obaja dokážu vytvárať tvary s hladkými a plochými tvárami.
Aký je rozdiel medzi kryštálmi a kvázikryštálmi?
Pojmy kryštály a kvázikryštály sú užitočné v oblasti kryštalografie. Sú medzi nimi rozdiely, ako aj určité podobnosti medzi týmito pojmami. Kľúčový rozdiel medzi kryštálmi a kvázikryštálmi je v tom, že kryštály majú usporiadanú štruktúru, ktorá je tiež periodická, zatiaľ čo kvázikryštály majú tiež usporiadanú štruktúru, ktorá nie je striktne periodická.
Nasledujúca infografika uvádza rozdiely medzi kryštálmi a kvázikryštálmi v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – Kryštály vs kvázikryštály
Kvazikryštály sú typom kryštálov. Od bežných kryštálov sa líšia svojou chemickou štruktúrou. Kľúčový rozdiel medzi kryštálmi a kvázikryštálmi je v tom, že kryštály majú usporiadanú štruktúru, ktorá je tiež periodická, zatiaľ čo kvázikryštály majú tiež usporiadanú štruktúru, ktorá nie je striktne periodická.
