Amorf ve kristal, kimyadaki tipik katı maddeleri tanımlayan iki durumdur. X ışını kırınım deneyleri kullanılarak, katıların yapısı kristal veya amorf (kristal olmayan) olarak kategorize edilebilir.
Katılar, sıvıları ve gazları içeren üç temel madde durumundan biridir. Bunlar, düzenli veya düzenli olmayan bir şekilde düzenlenmiş katı bir molekül, iyon ve atom yapısı ile karakterize edilir. Bu düzenli veya düzenli olmayan düzenlemeler amorf ve kristalli olarak sınıflandırmaya yol açmıştır ve bu makale iki terim arasındaki temel farklılıkları ortaya çıkarmaktadır..
Kristalimsi bir katı, kurucu parçacıkların düzenli moleküller arası kuvvetlere sahip kristal kafes olarak adlandırılan üç boyutlu bir düzende düzenli olarak düzenlenmiş olması ve parçacıkların kristalin karakteristik açılarında kesişmesidir..
İç yapı belirgin bir geometrik şekle sahiptir ve yapının herhangi bir yerinde kesildiğinde net bir bölünme gösterir. X-ışınları kullanılarak görülen üç boyutlu desen katıyı tanımlamak için kullanılır. Bununla birlikte, kristalin ve kristalin olmayan katılar arasındaki farkı dokunarak tespit etmek kolay değildir. Kimyasal ve fiziksel özellikler de dahil olmak üzere birçok açıdan birbirlerinden farklıdırlar..
Kristalin katılar (kristaller) moleküller arası kuvvetleri kırmak için aşırı sıcaklıklara ihtiyaç duyar. Bileşenlerinin düzgün düzenlenmesi nedeniyle belirli bir füzyon ve erime noktalarına sahiptirler. Yerel ortam da aynıdır. Bununla birlikte, herhangi bir yönde kesildiğinde, fiziksel özellikler, anizotropik olarak bilinen farklıdır. Eksen etrafında döndürüldüğünde, kristallerin yapısı aynı kalır ve moleküllerin, atomların veya iyonların simetrik düzenlenmesi olarak adlandırılır..
Bazı kristalli katılar, soğutma işlemine bağlı olarak şekilsiz olabilir. Diğerleri, safsızlıkların varlığı nedeniyle bileşenlerini yanlış hizalayabilir. Ayrıca, hızlı bir şekilde soğutma maddeleri düzensiz geometrik şekillere sahip amorf bir yapıya yol açabilir. Örneğin kuvars, Silikon ve Oksijen atomlarıyla düzenli bir şekilde kristallidir. Ancak, hızlı bir şekilde soğutulduğunda amorf yapı camına yol açabilir. Normalde, geniş endüstriyel uygulamaları nedeniyle amorf katılar üretmek için maddeleri hızla eriterek kristalizasyon işleminden kaçınılır. Kauçuk, polimer ve cam, büyük faydaları ve benzersiz izotropik özellikleri için büyük ölçüde kullanılan önemli amorf katıların mükemmel örnekleridir..
Kristalin katıların kırılma indisi, mekanik mukavemeti, termal iletkenliği ve elektriksel iletkenliği farklı yönlerde farklılık gösterir. Kristal olmayan katılara kıyasla bu tip katıların dezavantajı budur. Anizotropik bir katının iyi tarafı, bir kristal kafes içinde tek bir çekim gücü ile mükemmel bir şekilde düzenlenmiş bir iç yapıyı ifade etmesidir. Uzun menzilli bir katı ve sert bir yapıya sahip bir katının gerçek özelliklerini tasvir eder.
Amorf kelimesi Yunanca'da “şekilsiz” anlamına gelen amorf kelimeden türetilmiştir. Bu, bir katının oluşturucu parçacıklarının şekilsiz, düzensiz ve düzensiz düzenlemesidir. Moleküller arası kuvvetleri ve parçacıklar arasındaki mesafeler aynı değildir. Yarıldığında, amorf katılar düzensiz geometrik şekiller nedeniyle parçalar veya kavisli yüzeyler verir.
Bazı amorf katılar, kristalitler olarak adlandırılan düzenli düzenlenmiş desenlerin parçalarına sahip olabilir. Katının atomları, iyonları veya molekülleri soğutma işlemine bağlıdır. Daha önce belirtildiği gibi, kuvars kristali, kristalizasyon işlemi nedeniyle kuvars camı ile farklılık gösterir. Ancak, genellikle, birçok amorf katı madde düzensiz bir yapıya sahiptir. Genellikle süper soğutulmuş katılar olarak adlandırılırlar, çünkü yapı bazı özellikleri sıvılarla paylaşır. Ayrıca, katıların gerçek özelliklerini göstermezler, ancak yine de ağırlıklı olarak çok sayıda uygulamada kullanılırlar.
Termal iletkenlik, mekanik mukavemet, elektrik iletkenliği ve kırılma indisi amorf katıların her yönünde aynıdır. Bu izotropik isminin nereden geldiğini açıklar. Katıların keskin bir erime noktaları veya belirli bir füzyon ısısı yoktur. Düzenli bir bileşen dizisinin olmaması nedeniyle eriyebilmeleri için geniş bir sıcaklık aralığının uygulanması gerekir. Ayrıca şekilsiz katılar, kısa menzilli bir sıra ile karakterize edilir. Amorf katı örnekleri arasında polimerler, kauçuklar, plastikler ve cam bulunmaktadır..
Amorf bir katı, erime noktasının altında uzun bir süre bırakılırsa, kristalli bir katıya dönüşebilir. Kristal katıların sahip olduğu özelliklerin aynısını tasvir edebilir.
Kristalin katılar, düzenli olarak düzenlenmiş iyonlar, moleküller veya atomlar ile genellikle kristal kafes olarak adlandırılan üç boyutlu bir desende belirli bir şekle sahiptir. Kesilirse, kristalin özelliği olan açılarda kesişen yüzeyleri olan açık bir bölünmeyi tasvir ederler. Amorf katılar, diğer yandan, belirli bir şekil göstermeyen düzensiz bir bileşen dizisine sahiptir. Kesildiğinde, genellikle kavisli yüzeylere sahip düzensiz şekiller gösterirler. Kristalli bileşenler, üniform moleküller arası kuvvetler tarafından bir arada tutulurken, amorf katılarda bu kuvvetler bir atomdan diğerine farklılık gösterir.
Amorf katılar belirli erime noktalarına sahip değildir, ancak düzensiz şekil nedeniyle geniş bir sıcaklık aralığında eriyebilir. Kristalin katılar ise keskin bir erime noktasına sahiptir..
Kristal katılar, bir kristal içinde farklı yönlerde farklı elektriksel iletkenlik, termal iletkenlik, kırılma indisi ve mekanik mukavemete sahiptir, bu nedenle anizotropik olarak adlandırılırlar. Amorf, her iki yönden benzer fiziksel özellikler nedeniyle izotropik olarak adlandırılır.
Kristalimsi bir katı örnekleri arasında NaCl, şeker ve elmas bulunurken, şekilsiz katı örnekleri cam, kauçuk ve polimerleri içerir.