Struktura atomu vs krystalová struktura
V tomto článku je hlavní důraz kladen na vnitřní uspořádání atomu a krystalu. To, co vidíme zvenčí, je výsledkem vnitřního uspořádání atomů nebo molekul. Někdy se vnější pohled může lišit od vnitřní struktury; ale nejsou na sobě zcela nezávislé.
Struktura atomu
Atomy jsou malé stavební kameny všech existujících látek. Jsou tak malinké, že je ani nemůžeme pozorovat pouhým okem. Normálně jsou atomy v rozsahu Angstromů. S objevem subatomárních částic bylo další otázkou pro vědce zjistit, jak jsou uspořádány v atomu. V roce 1904 Thompson představil model švestkového pudinku, aby vysvětlil atomovou strukturu. To říká, že elektrony jsou rozptýleny v kouli, kde jsou rozptýleny také kladné náboje, které neutralizují negativní náboje. Disperze elektronů je jako rozptyl švestek v pudinku, proto dostal název „model švestkového pudinku“. Později Ernest Rutherford provedl experiment, který vedl k nalezení přesnějších podrobností o atomové struktuře. Vypálili alfa částice na tenkou zlatou fólii a zjistili následující údaje.
• Většina alfa částic prošla zlatou fólií.
• Několik částic bylo vychýleno.
• Některé částice alfa se přímo odrazily zpět.
Tato pozorování jim pomohla dospět k následujícím závěrům.
• Alfa částice jsou kladně nabité. Většina z nich procházela zlatou fólií, což znamená, že uvnitř je spousta volného místa.
• Některé byly vychýleny, protože procházely poblíž jiného kladného náboje. Počet odchylek je však velmi nízký, což znamená, že kladný náboj je koncentrován do několika bodů. A toto místo bylo pojmenováno jako jádro.
• Když alfa částice přímo narazí na jádro, odrazí se přímo zpět.
Na základě výše uvedených experimentů a na základě mnoha dalších pozdějších experimentů byla popsána atomová struktura. Atom se skládá z jádra, které má protony a neutrony. Kromě neutronů a pozitronů jsou v jádře další malé subatomární částice. A kolem jádra v orbitalech krouží elektrony. Většina prostoru v atomu je prázdná. Přitažlivé síly mezi kladně nabitým jádrem (kladný náboj způsobený protony) a záporně nabitými elektrony udržují tvar atomu.
Krystalová struktura
Krystalová struktura je způsob, jakým jsou atomy nebo molekuly uspořádány v krystalu. Toto má trojrozměrné uspořádání v prostoru. Normálně v krystalu existuje opakující se uspořádání určitých atomů nebo molekul. Jedna z opakujících se jednotek krystalu je pojmenována jako „jednotková buňka“. Kvůli tomuto opakujícímu se uspořádání je v krystalu vzor a řád s dlouhým dosahem. Krystalová struktura určovala mnoho z jejích fyzikálních a chemických vlastností, jako je struktura elektronického pásu, štěpení, průhlednost atd. Existuje sedm systémů krystalové mřížky, které jsou kategorizovány na základě jejich tvaru. Jsou kubické, tetragonální, ortorombické, šestihranné, trigonální, triklinické a jednoklonné. Podle vlastností lze také krystaly kategorizovat jako kovalentní, kovové, iontové a molekulární krystaly.
Jaký je rozdíl mezi atomovou strukturou a krystalovou strukturou?
• Atomová struktura dává představu o tvaru atomu a o tom, jak jsou v atomu uspořádány subatomární částice. Krystalová struktura vypovídá o tom, jak jsou atomy nebo molekuly uspořádány v krystalické pevné látce nebo kapalině.
• Celková atomová struktura je společná všem atomům kromě počtu subatomárních částic. Existuje však velké množství variací krystalové struktury.
