Cristall: diferència entre les revisions

[[Fitxer:Bismuth Crystal.jpg|thumb|Cristall de [[bismut]].]]

Un '''cristall''' és una forma [[sòlid]]a, en la quequè els constituents, [[àtoms]], [[molècules]], o [[ió (àtom)|ions]],<ref>{{Ref-llibre |autor=Diversos autors |títol=Física i química 1 Batxillerat |url=https://books.google.cat/books?id=nwfYW0sLUdUC&pg=PA58&dq=Cristall+i%C3%B2nic&hl=ca&sa=X&ei=nMyPVOe2J4nuUqeOgtgM&ved=0CCYQ6AEwAQ#v=onepage&q=Cristall%20i%C3%B2nic&f=false |llengua= |editorial=Nau Llibres |data=2011 |pàgines=58 |isbn=8476428251}}</ref> estan empaquetats de manera ordenada i amb patrons de repetició que s'estenen en les tres dimensions espacials. La [[cristal·lografia]] és l'estudi dels cristalls i de la seva formació ([[cristal·logènesi]]).

Mentre que el terme "''cristall"'' té un significat precís dins de la [[ciència]] i [[enginyeria]], col·loquialment es fa servir com a sinònim de [[vidre|''vidre'']], el qual per la seva natura és l'antítesi dels cristalls alsa quequè es refereix la física de l'estat sòlid. En la majoria dels casos, per a fabricar aquests materials vitris cal refredar un [[fluid]] molt ràpidament de manera que els [[àtom]]s no puguin viatjar als seus llocs d'enreixat abans que perdin la mobilitat. Aquests materials no cristal·lins, que no tenen cap ordre de llarg abast, s'anomenen ''sòlids amorfs'' o ''vidriosos''. L'exemple més conegut d'aquesta mena de materials és el vidre, però n'existeixen molts més.

Les diverses formes de tals cristalls es troben en la [[natura]]. La forma d'aquests cristalls és dependent del tipus d'[[enllaços moleculars]] entre els àtoms per determinar l'estructura, així com de les condicions sota les quals s'han format. Els [[floc]]s de [[neu]], els [[diamant]]s, i la [[sal comuna|sal]] són exemples comuns de cristalls.

Les substàncies poden formar cristalls quan sofreixen un procés de [[solidificació]], ja sigui pel pas de líquid a sòlid, de gas a sòlid o per la precipitació d'una [[dissolució]] saturada. Sota condicions ideals, el resultat pot ser un cristall senzill, on tots els àtoms en el sòlid caben al mateix enreixat o estructura cristal·lina, però, generalment, molts cristalls es formen simultàniament durant la solidificació, portant a un sòlid policristal·lí. La majoria dels [[metall]]s que es troben en la vida diària són [[policristall]]s. Els cristalls creixen junts simètricament formant parelles bessones.

Quina estructura cristal·lina formarà el fluid dependrà de la substància química del fluid, les condicions sota les quals s'està solidificant, i també de la pressió ambiental. Al procés de formació d'una estructura cristal·lina se'l coneix amb el nom de ''cristal·lització''.

Els cristalls amb [[enllaç covalent]] són també són molt comuns, exemples notables en són el [[diamant]], la [[sílice]], i el [[Grafit (mineral)|grafit]]. Els materials de [[polímer]] generalment formaran regions cristal·lines, però les llargades de les molècules normalment eviten una completa cristal·lització. Les forces més dèbils [[forces de Van der Waals|de Van der Waals]] també poden jugar un paper important en una estructura cristal·lina; per exemple, aquest tipus d'enllaç dèbil manté unides les capes hexagonals del [[grafit]] i expliquen la seva tendència a l'[[Exfoliació (mineralogia)|exfoliació]].

Els defectes més comuns són els puntuals (incloent els [[Defecte topològic cristal·lí|topològics]]), de línia, de massa, el defecte de Frenkel, en el qual un ió és desplaçat des del seu lloc a la xarxa a un dels espais intersticials o entre els àtoms a la xarxa, i el defecte de Schottky, alen el qual dos ions de signes oposats deixen la xarxa.

Diverses classes de sòlids moleculars es poden distingir (veurevegeu taula de la dreta). La gran majoria dels sòlids moleculars es pot atribuir als compostos orgànics que contenen carboni i hidrogen, com ara hidrocarburs (CnHm) i diamantoides., [12] [13] molècules esfèriques que consisteixen en un nombre diferent d'àtoms de carboni, és a dir, els fullerens, són una altra classe important. Menys nombrosos, els sòlids moleculars, encara distintius, són halògens (per exemple Cl2) i els seus compostos amb hidrogen (HCl), així com calcògens de llum (O2) i el grup del nitrogen (N2).

La debilitat de les forces intermoleculars es tradueix en baixes temperatures de fusió dels sòlids moleculars. Atès que el punt de fusió característic dels metalls i els sòlids iònics és d'aproximadament de 1000 1.000° C, la majoria dels sòlids de fos molecular són molt per sota de 300 ° C, de manera que moltes substàncies corresponents són ja sigui líquid (gel) o gasós (oxigen) a temperatura ambient. [1] SòlidsEls sòlids moleculars també tenen relativament baixa densitat i duresa. Això és a causa dels elements de llum implicats i d'enllaços intermoleculars relativament llargs, i per tant febles. A causa de la neutralitat de càrrega de les molècules constituents i de llarga distància entre ellssi, els sòlids moleculars són aïllants elèctrics. [2]

Les tendències poden il·lustrar-se en exempleexemples de diferents al·lòtrops del fòsfor. El fòsfor blanc, un sòlid molecular, té una densitat relativament baixa d'1,82 g/cm3 i un punt de fusió de 44,1 °C; es tracta d'un material tou que es pot tallar amb un ganivet. Quan es converteix en el fòsfor vermell covalent, la densitat va a 2.2 a 2.4 g / cm3 i el punt de fusió a 590 ° C, i quan el fòsfor blanc es transforma en el (també covalent) fòsfor negre, la densitat esdevé 2,69-3,8 g / cm3 i la temperatura de fusió ~ 200 ° C. Les dues formes de fòsfor vermell i negre són significativament més durdures que el fòsfor blanc, [3] i que el fòsfor blanc és un aïllant, l'al·lòtrop negre, que consisteix en capes que s'estenen sobretot en el vidre, no condueix l'electricitat. [4] [5]

ConductivitatLa conductivitat de sòlids moleculars es pot il·lustrar en exemple de fullerenoful·lerè. El seu sòlid és un aïllant, perquè tots els electrons de valència dels àtoms de carboni estan implicats en els enllaços covalents dins de les molècules de carboni individuals. No obstant això, la inserció (intercalació) d'àtoms de metall alcalí entre les molècules de fullerenoful·lerè proporciona electrons addicionals, que poden ser ionitzats fàcilment dels àtoms de metall i fan material conductor i fins i tot superconductors. [6]

<gallery class="center" widths="120px120" heights="105px105" classes="center">

FileFitxer:Carbon-dioxide-crystal-3D-vdW.png|UnitLa cellcel·la ofunitària solidde sòlids [[carbondiòxid dioxide]de carboni], aun molecularsòlid solidque containing discreteconté CO molecular <sub> 2 </ sub> moleculesmolècules

FileFitxer:Sucrose.gif|Model ofde sucrosela moleculemolècula de sacarosa

FileFitxer:Feather ice 1, Alta plateau, Norway.jpg|IceGel

FileFitxer:Dry Ice Pellets Subliming.jpg|SmallPetites pelletsboletes ofde drysublimació icedel subliminggel insec airen l'aire

FileFitxer:Iodinecrystals.JPG|CrystallineIode iodinecristal·lí

FileFitxer:Sugar 2xmacro.jpg|Cristalls [[Sucrose]sacarosa] crystals

FileFitxer:C60-Fulleren-kristallin.JPG|FullereneCristalls crystalsde ful·lerè

* [[Cristall iònic]].

* [[Defecte topològic cristal·lí]].