Kristalliline vs polükristalliline
Kuigi määratleme tahkeid aineid kristalliliste või amorfsetena, on looduses nende puhaste vormide kohta vähe näiteid. Enamasti segatakse need kokku või moodustuvad variatsioonid. Polükristalliline on selline variatsioon kristalsetest tahketest ainetest. Siinkohal uurime üksikasjalikult erinevusi kristallilise ja polükristallilise vahel.
Kristalliline
Kristalliline võib olla kristall, mis koosneb kristallist või sarnaneb kristalliga. Kristallilistel tahketel ainetel või kristallidel on korrastatud struktuur ja sümmeetria. Kristallides olevad aatomid, molekulid või ioonid on paigutatud kindlal viisil, seega on nende järjestus pikamaa. Kristalsetes tahketes ainetes on korrapärane korduv muster; seega saame tuvastada korduva üksuse. Definitsiooni järgi on „kristall homogeenne keemiline ühend, millel on korrapärane ja perioodiline aatomite paigutus. Näideteks on halite, keedusool (NaCl) ja kvartsi (SiO 2). Kuid kristallid ei piirdu mineraalidega: need sisaldavad enamikku tahkeid aineid, nagu suhkur, tselluloos, metallid, luud ja isegi DNA. 1Kristallid esinevad looduslikult suurte kristalliliste kivimitena maa peal, näiteks kvarts, graniit. Kristalle moodustavad ka elusorganismid. Näiteks toodavad kaltsiiti molluskid. On veepõhiseid kristalle lume, jää või liustike kujul. Kristalle saab liigitada nende füüsikaliste ja keemiliste omaduste järgi. Need on kovalentsed kristallid (nt teemant), metallkristallid (nt püriit), ioonkristallid (nt naatriumkloriid) ja molekulaarsed kristallid (nt suhkur). Kristallidel võib olla erinev kuju ja värv. Kristallidel on esteetiline väärtus ja arvatakse, et sellel on ravivad omadused; seega kasutavad inimesed neid ehete valmistamiseks.
Peale selle, et mõned tahked ained on kristallid, võivad need mõningate omaduste kasutamisel kristalliga sarnaneda. Näiteks võivad need olla sädelevad, läbipaistvad või selged või olla kristalliga sarnase struktuuriga.
Polükristalliline
Looduses paistavad enamasti kristallid häirivat nende kaugema järjekorda. Polükristallilised on tahked ained, mis koosnevad paljudest väikestest kristallidest. Need on paigutatud eri suundadesse ja on seotud väga puudulike piiridega. Polükristallilise tahke aine kristallid on mikroskoopilised ja neid tuntakse kristalliitidena. Neid nimetatakse ka teradeks. On tahkeid aineid, mis koosnevad ühekristallidest nagu kalliskivid, räni monokristallid. Kuid neid esineb looduses väga harva. Enamasti on tahked ained polükristallilised. Sellises struktuuris hoiab monokristallide arvu koos amorfse tahke aine kiht. Amorfne tahke aine on tahke aine, millel puudub kristalliline struktuur. See tähendab, et sellel ei ole struktuuris aatomite, molekulide või ioonide järjestatud järjestust. Seetõttupolükristallilises struktuuris on pikamaa järjekord häiritud. Näiteks on kõik metallid ja keraamika polükristallilised. Nendes on järjestus ja suund väga juhuslikud. Seda saab määrata polükristalse tahke aine kasvamise viisi või töötlemistingimuste põhjal.
Mis vahe on kristallilisel ja polükristallilisel?
• Polükristallilised tahked ained koosnevad paljudest kristallilistest tahketest ainetest.
• Kristallilistel tahketel ainetel või kristallidel on korrastatud struktuur ja sümmeetria, kuid polükristallilises struktuuris on pikamaa järjekord häiritud.
• Kristalliline struktuur on ühtlane ja piirideta, kuid polükristalliline struktuur erineb sellest. Sellel ei ole pidevat struktuuri ja sellel on terade vahel piirid.
• Kristalset struktuuri on raske toota ja see on oma olemuselt haruldane, erinevalt polükristalsest struktuurist.
1 Wenk, HR, Bulakh A., „Mineraalid: nende koostis ja päritolu“, Ülikooli press, Cambridge, 2004
