Atómová štruktúra verzus kryštálová štruktúra
V tomto článku sa hlavný dôraz kladie na vnútorné usporiadanie atómu a kryštálu. To, čo vidíme zvonku, je výsledkom vnútorného usporiadania atómov alebo molekúl. Niekedy sa vonkajší pohľad môže líšiť od vnútornej štruktúry; ale nie sú od seba úplne nezávislé.
Atómová štruktúra
Atómy sú malé stavebné kamene všetkých existujúcich látok. Sú také maličké, že ich nemôžeme pozorovať ani voľným okom. Normálne sú atómy v rozsahu Angstromov. S objavom subatomárnych častíc bolo ďalšou otázkou pre vedcov zistiť, ako sú usporiadané v atóme. V roku 1904 Thompson predstavil model slivkového pudingu na vysvetlenie atómovej štruktúry. To znamená, že elektróny sú rozptýlené v guli, kde sú rozptýlené aj pozitívne náboje, ktoré neutralizujú negatívne náboje. Disperzia elektrónov je ako rozptyl sliviek v pudingu, preto dostal názov „model slivkového pudingu“. Neskôr Ernest Rutherford urobil experiment, ktorý viedol k nájdeniu presnejších detailov o štruktúre atómu. Vystrelili alfa častice na tenkú zlatú fóliu a zistili nasledujúce údaje.
• Väčšina alfa častíc prešla cez zlatú fóliu.
• Len málo častíc bolo odklonených.
• Niektoré častice alfa sa odrazili späť priamo.
Tieto pozorovania im pomohli dospieť k nasledujúcim záverom.
• Alfa častice sú kladne nabité. Väčšina z nich prechádzala cez zlatú fóliu, čo znamená, že vo vnútri je veľa voľného miesta.
• Niektoré boli vychýlené, pretože prechádzali blízko iného kladného náboja. Počet odchýlok je však veľmi nízky, čo znamená, že kladný náboj je sústredený do niekoľkých bodov. A toto miesto bolo pomenované ako jadro.
• Keď alfa častica priamo narazí na jadro, odrazí sa priamo späť.
S vyššie uvedenými experimentálnymi zisteniami a na základe mnohých ďalších neskorších experimentov bola opísaná atómová štruktúra. Atóm sa skladá z jadra, ktoré má protóny a neutróny. Okrem neutrónov a pozitrónov sú v jadre ďalšie malé subatómové častice. A okolo jadra na orbitáloch obiehajú elektróny. Väčšina priestoru v atóme je prázdna. Príťažlivé sily medzi kladne nabitým jadrom (kladný náboj v dôsledku protónov) a záporne nabitými elektrónmi udržujú tvar atómu.
Kryštálová štruktúra
Kryštálová štruktúra je spôsob, akým sú atómy alebo molekuly usporiadané v kryštáli. Toto má trojrozmerné usporiadanie v priestore. Normálne v kryštáli existuje opakujúce sa usporiadanie určitých atómov alebo molekúl. Jedna z opakujúcich sa jednotiek kryštálu je pomenovaná ako „jednotková bunka“. Kvôli tomuto opakujúcemu sa usporiadaniu je v kryštáli vzor a poradie s dlhým dosahom. Kryštálová štruktúra určila mnohé z jej fyzikálnych a chemických vlastností, ako je štruktúra elektronického pásu, štiepenie, priehľadnosť atď. Existuje sedem systémov kryštálových mriežok, ktoré sú kategorizované na základe ich tvaru. Sú kubické, tetragonálne, ortorombické, šesťuholníkové, trigonálne, triklinické a jednoklonné. Podľa vlastností možno tiež kryštály kategorizovať ako kovalentné, kovové, iónové a molekulárne kryštály.
Aký je rozdiel medzi atómovou štruktúrou a kryštálovou štruktúrou?
• Atómová štruktúra dáva predstavu o tvare atómu a o tom, ako sú subatómové častice usporiadané v atóme. Kryštalická štruktúra hovorí o tom, ako sú atómy alebo molekuly usporiadané v kryštálovej tuhej alebo kvapaline.
• Celková atómová štruktúra je spoločná pre všetky atómy okrem počtu subatómových častíc. Existuje však veľké množstvo variácií kryštálovej štruktúry.
