ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างของแข็งอสัณฐานและของแข็งที่เป็นผลึกก็คือ ของแข็งที่เป็นผลึกมีการจัดเรียงอะตอมหรือโมเลกุลในระยะยาวภายในโครงสร้าง ในขณะที่ของแข็งอสัณฐานขาดการจัดเรียงระยะยาว
เราสามารถจำแนกของแข็งออกเป็นสองประเภทเป็นผลึกและอสัณฐานขึ้นอยู่กับการจัดเรียงระดับอะตอม อย่างไรก็ตาม ของแข็งบางชนิดมีอยู่ทั้งในรูปแบบผลึกและอสัณฐาน ขึ้นอยู่กับความต้องการ เราสามารถเตรียมทั้งสองแบบแยกกันได้
อสัณฐานคืออะไร
ของแข็งอสัณฐานเป็นรูปแบบของของแข็งที่ไม่มีโครงสร้างผลึกที่นั่นไม่มีการจัดเรียงอะตอม โมเลกุล หรือไอออนในโครงสร้างของมัน นอกจากนี้ แก้ว เจล ฟิล์มบาง พลาสติก และวัสดุนาโนเป็นตัวอย่างของของแข็งประเภทนี้
เราทำแก้วเป็นหลักด้วยทราย (ซิลิกา/ SiO2) และเบสอย่างโซเดียมคาร์บอเนตและแคลเซียมคาร์บอเนต ที่อุณหภูมิสูง วัสดุเหล่านี้จะหลอมรวมกัน และเมื่อเราทำให้เย็นลง แก้วแข็งจะก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อเย็นตัวลง อะตอมจะจัดเรียงตัวในลักษณะที่ไม่เป็นระเบียบเพื่อผลิตแก้ว ดังนั้นเราจึงเรียกมันว่าอสัณฐาน อย่างไรก็ตาม อะตอมสามารถมีลำดับระยะสั้นได้เนื่องจากลักษณะพันธะเคมี
รูปที่ 01: ไดอะแกรมแสดงโครงสร้างผลึกและอสัณฐานที่เป็นของแข็ง
ในทำนองเดียวกัน เราสามารถเตรียมวัสดุอสัณฐานอื่นๆ ได้ด้วยการทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วของแข็งอสัณฐานไม่มีจุดหลอมเหลวที่คมชัด พวกมันทำให้เป็นของเหลวในอุณหภูมิที่หลากหลาย ของแข็งอสัณฐานเช่นยางมีประโยชน์ในการผลิตยางรถยนต์ แก้วและพลาสติกมีประโยชน์ในการทำเครื่องใช้ในบ้าน อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ ฯลฯ
ผลึกแข็งคืออะไร
ผลึกของแข็งหรือผลึกมีโครงสร้างและสมมาตร อะตอม โมเลกุล หรือไอออนในผลึกที่จัดเรียงในลักษณะเฉพาะ จึงมีคำสั่งระยะยาว ในของแข็งประเภทนี้มีรูปแบบการทำซ้ำเป็นประจำ ดังนั้นเราจึงสามารถระบุหน่วยที่ทำซ้ำได้
ตามคำนิยาม คริสตัลคือ “สารประกอบเคมีที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีการจัดเรียงอะตอมเป็นประจำและเป็นระยะๆ ตัวอย่างเช่น เฮไลต์ เกลือ (NaCl) และควอตซ์ (SiO2) แต่คริสตัลไม่ได้จำกัดอยู่แค่แร่ธาตุ พวกมันประกอบด้วยของแข็งส่วนใหญ่ เช่น น้ำตาล เซลลูโลส โลหะ กระดูก และแม้แต่ DNA” ค
นอกจากนี้ คริสตัลยังเป็นวัสดุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติบนโลก เช่น หินผลึกขนาดใหญ่ เช่น ควอตซ์และหินแกรนิตบางครั้งสิ่งมีชีวิตก็ก่อตัวเป็นผลึก ตัวอย่างเช่น แคลไซต์เป็นผลพลอยได้จากหอย มีผลึกน้ำในรูปของหิมะ น้ำแข็ง หรือธารน้ำแข็ง
รูปที่ 02: โครงสร้างผลึก
นอกจากนี้ เราสามารถจัดหมวดหมู่คริสตัลตามคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีได้ ตัวอย่างเช่น ผลึกโควาเลนต์ (เช่น เพชร) ผลึกโลหะ (เช่น ไพไรต์) ผลึกไอออนิก (เช่น โซเดียมคลอไรด์) และผลึกโมเลกุล (เช่น น้ำตาล) นอกจากนี้ คริสตัลเหล่านี้สามารถมีรูปร่างและสีต่างกันได้ ดังนั้นพวกเขาจึงมีคุณค่าทางสุนทรียะและบางคนเชื่อว่าพวกเขามีคุณสมบัติในการรักษา จึงใช้คริสตัลเหล่านี้ทำเครื่องประดับ
อะมอร์ฟัสและของแข็งผลึกแตกต่างกันอย่างไร
ของแข็งอสัณฐานและผลึกแตกต่างกันตามโครงสร้างทางเคมี ดังนั้น เราสามารถพูดได้ว่าความแตกต่างที่สำคัญระหว่างของแข็งอสัณฐานและของแข็งที่เป็นผลึกก็คือ ของแข็งที่เป็นผลึกมีการจัดเรียงอะตอมหรือโมเลกุลในโครงสร้างในระยะยาว ในขณะที่ของแข็งอสัณฐานไม่มีการจัดลำดับระยะยาว นอกจากนี้ ในของแข็งผลึก มีหน่วยที่เกิดซ้ำซึ่งประกอบเป็นโครงสร้างทั้งหมด แต่สำหรับของแข็งอสัณฐาน ไม่สามารถระบุหน่วยการทำซ้ำได้
ความแตกต่างเพิ่มเติมระหว่างของแข็งอสัณฐานและของแข็งผลึก ของแข็งที่เป็นผลึกมีจุดหลอมเหลวที่คมชัด แต่ของแข็งอสัณฐานไม่มี นอกจากนี้ ของแข็งที่เป็นผลึกเป็นแบบแอนไอโซโทรปิก (คุณสมบัติต่างกันในทิศทางที่ต่างกัน) แต่ของแข็งอสัณฐานเป็นไอโซโทรปิก (คุณสมบัติเหมือนกันทุกทิศทาง)
Summary – อสัณฐาน vs ผลึกของแข็ง
ของแข็งส่วนใหญ่ในสามประเภทเป็นของแข็งอสัณฐานกึ่งผลึกและผลึก ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างของแข็งอสัณฐานและของแข็งที่เป็นผลึกก็คือ ของแข็งที่เป็นผลึกมีการจัดเรียงอะตอมหรือโมเลกุลในระยะยาวภายในโครงสร้าง ในขณะที่ของแข็งอสัณฐานขาดการจัดเรียงระยะยาว