Kristali

U svakodnevnom životu srećemo se sa mnogo kristalnih supstanci. Kristale karakterišamo kao čvrste, relativno sitne deliće neke supstance. Kakva je građa kristala?

Kristali su kao i sva ostala materija izgrađeni od atoma, molekula ili jona. Te čestce povezane su međusobno na različite načine. Prva razlika između kristala je dakle u rasporedu njihovih čestica u kristalnoj rešetci.

• 

triklinički

• 

ortorombični

• 

heksagonalni

• 

tetragonalni

• 

izometrički

• 

monoklinički

Na slici su prikazani oblici kristalnih rešetki (crvenim linijama su označeni pravci prostiranja čestica): heksagonalni, izometrički, monoklinički, ortorombični, tetragonalni, triklinički.

Kristali se takođe razlikuju po vrstama čestica i veza između čestica koje ih tvore.

Kristali koji se sastoje od jona, supstance sa jonskom vezom (jonski kristali) su svi heksagonalni. Između jona deluju jake elektrostatičke sile privlačenja koje ih drže na okupu. Jedan katjon u oim kristalima je okružen sa šest anjona i obratno. Model jonske kristalne rešetke dat je na slici.

Kristali koji se sastoje od atoma su atomski kristali. To mogu biti atomi metala (Bi, Au, Ag...), ali i nemetala (C, B, S, P). U kristalnim rešetkama nemetala veze su kovalentne i veoma jake (kovalentni kristali). Najtvrđa supstanca je atomski kristal ugljenika, dijamant.

Grafit, takođe atmomski kristal ugljenika, ima nešto drugačije osobine. Kao što se sa slike vidi dužina svih njegovih veza nije ista. To dovodi do razlike u osobinama posmatrajući različite pravce (aniztropija).

Kovalentna jedinjenja u čvrstom stanju (led, suvi led...)tvore molekulske kristale. U ovim kristalima supstance atome na okupu drže samo slabe Wan der Wallsove interakcije, pa ime čvrstoća nije velika.

Neke kristalne rešetke u sebi imaju molekule vode (CuSO₄.5H₂O, zeoliti). To su kristalo-hidrati.

Za razbijanje svake kristalne rešetke potrebno je uložiti određenu energiju. Ta energija se naziva energija kristalne rešetke. Najveću enrgiju kristalne rešetke imaju jonski i kovalentni kristali. Energija molekulskih kristalnih rešetki je najmanja.

Entropija kristalne rešetkeje veličina koja nam pokazuje kolika je uređenost rešetke. Prema drugom zakonu termodinamike, spontani su samo procesi koji vode neuređenosti sistema, tokom vremena u kristalnoj rešetki se pojavljuju "defekti" (upražnjena mesta...).