Avainero amorfisen ja kiteisen kiinteän aineen välillä on, että kiteisillä kiinteillä aineilla on järjestetty atomien tai molekyylien pitkän kantaman järjestely rakenteessa, kun taas amorfisista kiinteistä aineista puuttuu järjestetty pitkän kantaman järjestely.
Voimme luokitella kiinteät aineet kahteen kiteisiin ja amorfisiin atomitason järjestelyn mukaan. Jotkut kiintoaineet ovat kuitenkin läsnä sekä kiteisessä että amorfisessa muodossa. Tarpeen mukaan voimme valmistaa molemmat tyypit erikseen.
Mikä on amorfinen kiinteä aine?
Amorfinen kiinteä aine on kiinteän aineen muoto, jolta puuttuu kiderakenne. Siellä sen rakenteessa ei ole atomien, molekyylien tai ionien pitkän kantaman järjestettyä järjestelyä. Lisäksi lasi, geelit, ohuet kalvot, muovit ja nanomateriaalit ovat esimerkkejä tämän tyyppisistä kiinteistä aineista.
Valmistamme lasia ensisijaisesti hiekasta (piidioksidi/SiO2) ja emäksistä, kuten natriumkarbonaatista ja kalsiumkarbonaatista. Korkeissa lämpötiloissa nämä materiaalit sulavat yhteen, ja kun jäähdytämme niitä, muodostuu nopeasti jäykkää lasia. Jäähtyessään atomit järjestäytyvät epäjärjestyneellä tavalla tuottamaan lasia; siksi kutsumme sitä amorfiseksi. Atomilla voi kuitenkin olla lyhyen kantaman järjestys kemiallisten sidosominaisuuksien vuoksi.
Kuva 01: Kaavio, joka esittää kiteisiä ja amorfisia kiinteitä rakenteita
Samalla tavalla voimme valmistaa muita amorfisia materiaaleja myös nopeasti jäähdyttämällä sulaa materiaalia. Amorfisilla kiintoaineilla ei ole terävää sulamispistettä. Ne nesteytyvät laajalla lämpötila-alueella. Amorfiset kiinteät aineet, kuten kumi, ovat hyödyllisiä renkaiden valmistuksessa. Lasista ja muovista on hyötyä kodintarvikkeiden, laboratoriolaitteiden jne. valmistuksessa.
Mikä on kiteinen kiinteä aine?
Kiteisillä kiintoaineilla tai kiteillä on järjestynyt rakenne ja symmetria. Kiteissä olevat atomit, molekyylit tai ionit on järjestetty tietyllä tavalla; siten, on pitkän kantaman tilaus. Tämän tyyppisissä kiinteissä aineissa on säännöllinen, toistuva kuvio; siksi voimme tunnistaa toistuvan yksikön.
Määritelmän mukaan kide on homogeeninen kemiallinen yhdiste, jossa on säännöllinen ja säännöllinen atomien järjestely. Esimerkiksi haliitti, suola (NaCl) ja kvartsi (SiO2). Mutta kiteet eivät rajoitu vain mineraaleihin: ne sisältävät useimpia kiinteitä aineita, kuten sokeria, selluloosaa, metalleja, luita ja jopa DNA:ta. C
Lisäksi kiteet ovat luonnossa esiintyviä materiaaleja maan päällä suurina kiteisinä kivinä, kuten kvartsi ja graniitti. Joskus elävät organismit muodostavat myös kiteitä. Esimerkiksi kalsiitti on nilviäisten tuote. Siellä on vesipohjaisia kiteitä lumen, jään tai jäätiköiden muodossa.
Kuva 02: Kiteinen rakenne
Lisäksi voimme luokitella kiteet niiden fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien mukaan. Esimerkiksi kovalenttiset kiteet (esim.: timantti), metallikiteet (esim.: rikkikiisu), ionikiteet (esim.: natriumkloridi) ja molekyylikiteet (esim.: sokeri). Myös näillä kiteillä voi olla eri muotoja ja värejä. Siksi niillä on esteettinen arvo, ja jotkut ihmiset uskovat, että niillä on parantavia ominaisuuksia; siksi he käyttävät näitä kiteitä korujen valmistukseen.
Mitä eroa on amorfisella ja kiteisellä kiinteällä aineella?
Amorfiset ja kiteiset kiinteät aineet eroavat toisistaan kemiallisten rakenteidensa mukaan. Siksi voimme sanoa, että keskeinen ero amorfisen ja kiteisen kiinteän aineen välillä on, että kiteisillä kiinteillä aineilla on järjestetty atomien tai molekyylien pitkän kantaman järjestely rakenteessa, kun taas amorfisista kiinteistä aineista puuttuu järjestetty pitkän kantaman järjestely. Lisäksi kiteisissä kiinteissä aineissa on toistuva yksikkö, joka muodostaa koko rakenteen, mutta amorfisille kiintoaineille toistuvaa yksikköä ei voida määrittää.
Lisä ero amorfisten ja kiteisten aineiden välillä: kiteisellä kiintoaineella on terävä sulamispiste, mutta amorfisilla kiinteillä aineilla ei ole. Lisäksi kiteiset kiinteät aineet ovat anisotrooppisia (eri ominaisuudet eri suuntiin), mutta amorfiset kiinteät aineet ovat isotrooppisia (ominaisuudet ovat samat kaikkiin suuntiin).
Yhteenveto – Amorfinen vs kiteinen kiinteä
Kiinteät aineet ovat pääasiassa kolmenlaisia amorfisia, puolikiteisiä ja kiteisiä kiinteitä aineita. Keskeinen ero amorfisen ja kiteisen kiinteän aineen välillä on se, että kiteisillä kiinteillä aineilla on järjestetty atomien tai molekyylien pitkän kantaman järjestely rakenteessa, kun taas amorfisilla kiinteillä aineilla ei ole järjestettyä pitkän kantaman järjestelyä.
