Mục lục nội dung
- 1. Tinh thể là gì?
- 2. Các tính chất của tinh thể
Tinh thể [Crystallinity] là dạng chất rắn rất thân thuộc trong đời sống của mỗi chúng ta. Từ những hạt muối ăn trong những căn bếp đến những bông tuyết hay thạch anh đều có cấu trúc tinh thể. Trong bài viết này, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết hơn về cấu trúc, tính chất của tinh thể nhé! đọc thêm Mineral
1. Tinh thể là gì?
Theo các nhà khoa học, tinh thể [Crystallinity] là sự sắp xếp đặc biệt của các nguyên tử hoặc phân tử. Mức độ kết tinh của các nguyên tử hoặc phân tử có ảnh hưởng đến độ cứng, độ trong suốt, độ khuếch tán của các chất. Trong các chất khí, vị trí của các nguyên tử và phân tử hoàn toàn ngẫu nhiên.
Bảng giá đá hoa cương [Đá Granite] Tự Nhiên Cao Cấp 2021
Một số tinh thể thường gặp trong cuộc sống: muối ăn, đường, tuyết và một số loại kim loại.
2. Các tính chất của tinh thể
Tinh thể tuyết
- Tính bất đẳng hướng của tinh thể
Trong tinh thể, các nguyên tử và phân tử liên kết với nhau theo cấu trúc tuần hoàn kéo dài trong không gian.
Tính chất bất đẳng hướng của tinh thể được thể hiện qua rất nhiều tính chất vật lý: tính dẫn điện, khả năng dẫn nhiệt, độ cứng tinh thể, khả năng phản xạ ánh sáng, tốc độ hòa tan… Tùy thuộc vào cấu trúc tinh thể mà những tính chất vật lý có thể mỗi chất sẽ khác nhau.
- Lực hút giữa các hạt trong tinh thể
Tinh thể được cấu tạo bởi rất nhiều ion mang điện tích âm [-], dương [+]. Các ion mang điện tích trái dấu sẽ có lực hút và tạo nên kết cấu vững chắc cho tinh thể.
- Khả năng định vị trong vùng tinh thể
Ở nhiệt độ thường, các phân tử dao động quanh vị trí cân bằng quanh một vị trí nhất định. Tuy nhiên, nếu thay đổi nhiệt độ, áp suất, các phân tử sẽ chuyển động nhanh hơn. Khi đạt đến một nhiệt độ nhất định, tinh thể sẽ nóng chảy và chuyển hóa sang thể lỏng.
- Tính đồng chất
Sự phân bố và sắp xếp của các nguyên tử, phân tử trong cấu trúc tinh thể là giống nhau. Do đó, ở các vị trí khác nhau trong tinh thể sẽ có tính chất vật lý và hóa học tương tự nhau.
- Tinh thể gây ra hiệu ứng nhiễu xạ với tia X và chùm tia điện tử
Cấu trúc tuần hoàn của tinh thể có thể gây nên hiện tượng cực đại và cực tiểu nhiễu xạ tia X và chùm tia điện tử [hiện tượng nhiễu xạ]. Kỹ thuật nhiễu xạ thường được sử dụng để phân tích các vật liệu, cấu trúc chất rắn…
Eurostone hy vọng bài viết trên đã giúp các bạn có thêm những kiến thức về tinh thể cũng như những ứng dụng của tinh thể trong đời sống. Hẹn gặp lại các bạn trong những bài viết tiếp theo.
Tinh thể là gì. Đối với các nhà khoáng học, đó là những chất rắn có các mặt và hình thù đối xứng. Ngày nay, tinh thể và chất rắn tinh thể được định nghĩa là chất rắn mà các thành phần cấu tạo [nguyên tử, phân tử, ion] sắp xếp theo một trật tự nhất định theo cả ba chiều trong không gian, ví dụ như tinh thể muối ăn.
Ngành khoa học nghiên cứu cấu trúc tinh thể gọi là tinh thể học [crystallography]. Phương pháp phổ biến ngày nay để nghiên cứu phân tích cấu trúc tinh thể là phương pháp nhiễu xạ [tia X, neutron].
Để mô tả cấu trúc tinh thể, người ta cần biết: hệ tinh thể, nhóm đối xứng điểm [point group] nhóm đối xứng không gian [space group], và vị trị các nguyên tử trong tinh thể.
Có 7 hệ tinh thể: tam tà [triclinic], đơn tà [monoclinic], trực thoi [orthorhombic], tứ phương [tetragonal], tam phương [trigonal], lục phương [hexagonal], và lập phương [cubic]
Có 32 nhóm đối xứng điểm và 230 nhóm đối xứng không gian tương ứng cho 7 hệ tinh thể.
Mỗi tinh thể khác nhau đều có cấu trúc tinh thể khác nhau. Mọi thông tin về cấu trúc tinh thể của một chất thu được bằng phương pháp nhiễu xạ được lưu giữ theo một định dạng thống nhất, đó là CIF [Crystallographic Information File].
Một số trang web cần thiết cho thông tin về tinh thể học.
- tinh thể học[Hóa học]
- ngành khoa học nghiên cứu sự hình thành và cấu trúc của tinh thể
Tinh thể học là khoa học thực nghiệm xác định sự sắp xếp các nguyên tử trong chất rắn kết tinh [xem cấu trúc tinh thể]. Từ "tinh thể học" bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp tinh thể "giọt lạnh, giọt đông lạnh", với ý nghĩa mở rộng ra tất cả các chất rắn với một mức độ trong suốt và graphein "để viết". Vào tháng 7 năm 2012, Liên Hợp Quốc đã công nhận tầm quan trọng của khoa học về tinh thể học bằng cách tuyên bố rằng 2014 sẽ là Năm quốc tế về tinh thể học. Tinh thể học tia X được sử dụng để xác định cấu trúc của các phân tử sinh học lớn như protein. Trước khi phát triển tinh thể nhiễu xạ tia X [xem bên dưới], nghiên cứu về tinh thể dựa trên các phép đo vật lý của hình học của chúng. Điều này liên quan đến việc đo các góc của các mặt tinh thể so với nhau và với các trục tham chiếu lý thuyết [trục tinh thể], và thiết lập tính đối xứng của tinh thể trong câu hỏi. Phép đo vật lý này được thực hiện bằng máy đo điện áp. Vị trí trong không gian 3D của mỗi mặt tinh thể được vẽ trên mạng lập thể như lưới Wulff hoặc lưới Lambert. Các cực cho mỗi khuôn mặt được vẽ trên mạng. Mỗi điểm được dán nhãn với chỉ số Miller của nó. Cốt truyện cuối cùng cho phép sự đối xứng của tinh thể được thiết lập.
Các phương pháp kết tinh bây giờ phụ thuộc vào phân tích các mẫu nhiễu xạ của một mẫu được nhắm mục tiêu bởi một chùm tia của một số loại. X-quang được sử dụng phổ biến nhất; các chùm khác được sử dụng bao gồm electron hoặc neutron. Điều này được tạo điều kiện bởi các tính chất sóng của các hạt. Các nhà kết tinh thường nêu rõ loại chùm tia được sử dụng, như trong thuật ngữ tinh thể học tia X, nhiễu xạ neutron và nhiễu xạ electron . Ba loại bức xạ này tương tác với mẫu vật theo những cách khác nhau.
Những ngôn ngữ khác
Tinh thể học đã được phát triển như một nghiên cứu để nghiên cứu các tính chất khác nhau của tinh thể, nhưng gần đây, vật lý của tinh thể là vật lý trạng thái rắn, hóa học là hóa học tinh thể, và sự sắp xếp nguyên tử bên trong tinh thể là tinh thể học tia X. Nó được phân biệt thành mục tiêu nghiên cứu của. Do đó, lĩnh vực nghiên cứu các khía cạnh khác nhau của tính đối xứng của tinh thể bằng các phương pháp toán học ngày nay được gọi là tinh thể học.
Pha lê bắt đầu trở thành đối tượng nghiên cứu của khoa học tự nhiên vào giữa thế kỷ 17, và N. Steno người Đan Mạch đã khám phá ra quy luật góc mặt không đổi đối với các tinh thể như thạch anh [1669]. Cùng thời gian đó, R. Hook người Anh đã công bố kỳ vọng rằng các tinh thể sẽ bao gồm các đơn vị cấu trúc nhỏ hiển vi được sắp xếp một cách đều đặn và lặp đi lặp lại, và ý tưởng này đã được truyền lại cho các nhà nghiên cứu tiếp theo. Đặc biệt, canxit có phân tử có hình dạng giống như đoạn phân cắt. 1 Bởi vì nó được xếp chồng lên nhau dày đặc như 2 Lý thuyết cho thấy nó cho thấy một hình thái như vậy được ủng hộ bởi nhà hóa học Thụy Điển T. Bergman, và nhà khoáng vật học người Pháp Aui RJ Haüy đã phát triển ý tưởng này và đặt nền tảng cho quy luật chỉ số hợp lý trong tinh thể vào cuối thế kỷ 18. Các nhà nghiên cứu Đức đã hoạt động tích cực trong nửa đầu thế kỷ 19. Đầu tiên, nhà khoáng vật học Weiss CS Weiss tập trung vào tính dị hướng của tinh thể và nghiên cứu hình thái tinh thể bằng cách sử dụng khái niệm vùng tinh thể và trục tinh thể. Sự nhầm lẫn vẫn còn trong việc giải thích hiện tượng. Nhà khoáng vật học F. Mohs đã sớm chỉ ra rằng có thể cần phải lấy một trục xiên, và đệ tử của ông là Naumann CF Naumann đã thiết lập sự cần thiết này. Năm 1830, nhà khoáng vật học JFC Hessel đã thành công trong việc tìm ra 32 đám mây điểm tinh thể học, nhưng khám phá quan trọng này vẫn chưa được biết đến trong 60 năm sau đó. Mặt khác, khái niệm mạng tinh thể do nhà vật lý LA Seeber đề xuất vào năm 1824.
Gần giữa thế kỷ 19, nhà khoáng vật học người Anh Miller WH Miller đã thiết lập một hệ thống tinh thể và ký hiệu chỉ số mặt phẳng dựa trên nghiên cứu về tính đối xứng [1839], và A. Brave của Pháp đã phân loại các mạng không gian theo tính đối xứng. Được hoàn thành [1850]. Tuy nhiên, để hiểu sự khác biệt giữa nhóm tinh thể mặt hoàn hảo và nhóm tinh thể nửa mặt, đã được biết đến từ thời Weiss, cần phải nghiên cứu tính đối xứng của bản thân các đơn vị cấu thành tinh thể, chúng được sắp xếp theo khung của mạng tinh thể không gian. Tại đó, nhà vật lý người Đức Zonke L. Sohncke đã đưa ra câu trả lời cho một phần của mối quan hệ đối xứng giữa mạng tinh thể không gian này và các đơn vị cấu thành, nhưng vào cuối thế kỷ 19, Fedorov của Nga và Shane Fries của Đức. Câu trả lời đầy đủ được đưa ra bởi lý thuyết nhóm không gian do AM Schönflies và W. Barlow của Anh xây dựng độc lập với nhau, và phép tinh thể học cổ điển đã được hoàn thành tại đây.
Ryoichi Sadanaga