Kristaller ve kuazi kristaller arasındaki temel fark, kristallerin düzenli bir yapıya sahip olmalarıdır.
Kristaller ve yarı kristaller terimleri, endüstriyel kimyaya giren kristalografi alanında kullanışlıdır. Kristaller, kristal malzemelerin monomerik birimleridir, kuasikristaller ise düzenli bir şekilde olan ancak kesinlikle periyodik olmayan atom dizileri içeren kristal türleridir.
Kristal nedir?
Kristaller, kristal malzemelerin monomerik birimleridir. Bu katı kristalli bileşikler, oldukça düzenli bir mikroskobik yapıda düzenlenmiş atomlarını, moleküllerini veya iyonlarını içerir. Bu birimler, kristal malzemenin kristal kafesini oluşturur. Kristal kafes her yöne uzanabilir. Ek olarak, geometrik şekiller kullanarak kristal malzemelerin mikroskobik tek kristallerini tanımlayabiliriz. Geometrik şekiller düşünüldüğünde kristaller, belirli ve karakteristik yönelimlere sahip düz yüzlerden oluşur. Ayrıca, kristalleri inceleme alanı kristalografidir. Kristallerin oluşum sürecine kristal büyümesi veya kristalleşme diyoruz.
Şekil 01: Maddenin Kristal ve Kristal Olmayan Formları
Kristal yapıda atomlar, moleküller veya iyonlar periyodik bir düzende düzenlenir. Ancak, tüm katılar kristal değildir. Yukarıdaki resimde gösterildiği gibi kristal olmayan maddeler olabilir. Su donmaya başladığında suyu ele alırsak, maddenin fazı sıvıdan katıya dönüşür ve küçük buz kristalleri füzyon gerçekleşene kadar (polikristal bir yapı oluşturan) büyümeye eğilimlidir.
Kristal malzeme için bir birim hücre gösterebiliriz. Birim hücre, belirli bir düzende bir veya daha fazla atom içeren hayali bir kutudur. Tipik olarak, birim hücreler bir kristal oluşturarak bir 3D düzenlemede istiflenme eğilimindedir. Keskin açılara sahip yüzlere göre kristalleri şekillerinden tanıyabiliriz.
Kristalizasyon, bir sıvıdan veya bir sıvı içindeki çözünmüş malzemelerden kristallerin oluşturulduğu süreçtir. Kristalleşme alanı çok geniştir çünkü tek bir sıvı, koşullara bağlı olarak birçok farklı formda katılaşabilmektedir. Bu nedenle, karmaşık ve kapsamlı bir şekilde çalışılan bir alandır.
Kuazikristaller nedir?
Kuasikristaller, düzenli bir şekilde fakat kesinlikle periyodik olmayan atom dizileri içeren bir kristal türüdür. Bu nedenle kuasikristallerin normal kristallerle bazı benzerlikleri olabilir. Normal kristaller ve yarı kristaller arasındaki benzerlikler aşağıda gösterilmiştir.
Şekil 02: Bir Kuasikristal(holmiyum-magnezyum-çinko kuasikristal yapı)
Tipik olarak, bu kristal türü, beş katlı simetri gösterme yeteneğiyle bilinir. Normal periyodik kristallerde bu simetri imkansızdır. Bu nedenle, Uluslararası Kristalografi Birliği, yarı kristallerle ilgili ayrıntıları içerecek şekilde “kristalleri” yeniden tanımladı.
Kuazikristallerin keşfi 1982'de gerçekleşti. Bu kristallerin oluşumu nadir görülen bir şeydir çünkü 2004 yılına kadar bilinen 400.000 normal periyodik kristal formu arasında sadece bilinen yaklaşık 100 katı kuasikristal oluşturma eğilimindedir. Ayrıca Dan Shechtman, yarı kristallerin keşfi için Nobel ödülünü aldı.
Kristaller ve Kuasikristaller Arasındaki Benzerlikler Nelerdir?
- Kristaller ve yarı kristaller, kristal malzeme türleridir.
- X-ışını kırınımında ayrı bir desen görüntülerler.
- Her ikisi de pürüzsüz ve düz yüzlü şekiller oluşturabilir.
Kristaller ve Kuasikristaller Arasındaki Fark Nedir?
Kristaller ve yarı kristaller terimleri kristalografi alanında kullanışlıdır. Bu terimler arasında bazı benzerlikler olduğu gibi aralarında farklılıklar da vardır. Kristaller ve yarı kristaller arasındaki temel fark, kristallerin aynı zamanda periyodik olan düzenli bir yapıya sahip olmaları, oysa yarı kristallerin kesinlikle periyodik olmayan düzenli bir yapıya sahip olmalarıdır.
Aşağıdaki infografik, kristaller ve yarı kristaller arasındaki farkları yan yana karşılaştırma için tablo biçiminde listeler.
Özet – Kristaller ve Kuasikristaller
Kuazi kristaller bir tür kristaldir. Kimyasal yapılarına göre sıradan kristallerden farklıdırlar. Kristaller ve yarı kristaller arasındaki temel fark, kristallerin aynı zamanda periyodik olan düzenli bir yapıya sahip olmaları, oysa yarı kristallerin kesinlikle periyodik olmayan düzenli bir yapıya sahip olmalarıdır.
