PEPEJAL KRISTAL: STRUKTUR, SIFAT, JENIS, CONTOH - KIMIA - 2025

The pepejal kristal adalah mereka yang struktur yang disusun dan taatlah corak tersendiri untuk kekisi tertentu mikroskopik; contohnya: kubik, heksagon, trislinik, rhombohedral, antara lain.

Pepejal ini dikatakan wujud sebagai kristal, memaparkan aspek dan reka bentuk geometri yang mencerminkan betapa tertibnya mereka di dalamnya. Contoh lain dari pepejal kristal adalah berlian, kuarza, antrasena, ais kering, kalium klorida, atau magnesium oksida.

Sebatang gula pasir yang jernih. Sumber: Pixabay.

Sepasang pepejal kristal yang terkenal ialah gula dan garam (NaCl). Pada pandangan pertama, kedua-duanya menunjukkan kristal putih; tetapi sifatnya sangat berbeza. Gula adalah pepejal kristal molekul, sementara garam adalah pepejal kristal ionik. Yang pertama terdiri daripada molekul sukrosa; dan yang kedua, Na ⁺ dan Cl ^- ion .

Gambar di atas memberi gambaran bagaimana kristal gula yang terang. Walau bagaimanapun, kristal garam tidak jauh ketinggalan. Walaupun gula dan garam kelihatan seperti saudara, strukturnya berbeza: gula, yang merupakan sukrosa, mempunyai struktur monoklinik; sementara garam, struktur padu.

Struktur kristal natrium klorida, NaCl

Gula tepung dan garam (aising) kekal jernih; kristalnya hanya menjadi lebih kecil untuk mata kita. Oleh itu, kristaliniti pepejal lebih ditentukan oleh struktur dalamannya, berbanding dengan penampilan luaran atau kecerahannya.

Struktur pepejal kristal

Struktur pepejal kristal yang teratur. Sumber: Gabriel Bolívar.

Pepejal kristal mempunyai struktur tertib. Ciri-ciri geometri mereka akan bergantung pada jenis kisi kristal yang menjadi miliknya, yang seterusnya diproyeksikan secara luaran dalam bentuk kristal (sistem kristal). Gambar atas menggambarkan dua konsep penting struktur seperti itu: berkala dan butiran kristal.

Susunan spasial zarah pepejal kristal adalah berkala; iaitu berulang kali ke semua arah. Ini mewujudkan corak strukturnya sendiri untuk setiap kisi pepejal dan kristal; sebagai contoh, di sinilah garam dan gula mula membezakan di luar sifat kimianya.

Di A, rhombus disusun untuk menghasilkan rhombus yang lebih besar. Setiap rombus ungu mewakili zarah atau sekumpulan zarah (atom, ion atau molekul). Oleh itu, kristal makroskopik A dijangka akan mempunyai rupa rhombohedral.

Sementara itu, di B rhombus disusun sedemikian rupa sehingga mereka berasal butiran kristal; ini adalah kristal yang sangat kecil (crystallites). B kemudian dikatakan pepejal polikristalin; iaitu, ia dibentuk oleh pengumpulan beberapa kristalit.

Kesimpulannya, pepejal boleh berupa kristal (A), atau polikristalin (B); A membentuk kristal, sementara B polikristal.

Hartanah

Sifat pepejal kristal bergantung pada jenis kristalnya. Telah diketahui bahawa strukturnya teratur, dan mereka juga cenderung menampilkan ciri-ciri cemerlang yang digemari oleh pencinta mineral. Namun, disebutkan bahawa pepejal serbuk, bahkan "mati", juga dapat diklasifikasikan sebagai kristal.

Cara partikel mereka berorientasikan spasial membolehkan mereka mempunyai beberapa sifat penting untuk pencirian mereka. Sebagai contoh, pepejal kristal mampu difraksi sinar-X, mewujudkan spektrum difraksi dari mana struktur mikroskopik kristal dapat ditentukan.

Juga, kerana strukturnya berkala, haba menyebar dengan cara yang sama di seluruh pepejal; selagi tidak ada kekotoran yang terlibat. Oleh itu, titik lebur bagi pepejal kristal adalah tetap, dan tidak berubah tidak kira bagaimana ia diukur.

Jenis pepejal kristal

Jenis pepejal kristal didasarkan pada jenis zarah apa yang terbuat dari mereka dan apakah interaksi atau ikatannya. Pada asasnya terdapat empat jenis: rangkaian ionik, logam, molekul dan kovalen.

Walaupun mereka mempunyai tahap kekotoran tertentu, mereka tetap menjadi kristal, walaupun sifatnya terjejas dan mereka tidak menunjukkan nilai yang sama yang diharapkan untuk pepejal murni.

Ionik

Garam adalah satu contoh ionik kristal pepejal, kerana ia terdiri daripada Na ⁺ dan Cl ^- ion . Oleh itu, dalam jenis pepejal ikatan ion ini mengawal: kekuatan elektrostatik yang mengatur susunan struktur.

Logam

Semua atom logam membentuk kristal logam. Ini bermaksud, sebagai contoh, garpu perak adalah konglomerat kristal perak bersatu. Struktur dalaman atau mikroskopiknya sama di setiap inci objek, dan tetap tidak berubah dari pegangan garpu hingga ke hujung giginya.

Molekul

Gula adalah contoh pepejal kristal molekul, kerana terdiri daripada molekul sukrosa. Oleh itu, jenis pepejal ini terdiri daripada molekul, yang melalui interaksi antar molekulnya (dan bukan ikatan kovalen) berjaya membentuk struktur teratur.

Rangkaian kovalen

Akhirnya, kita mempunyai pepejal kristal rangkaian kovalen. Ikatan kovalen mendominasi di dalamnya, kerana mereka bertanggungjawab untuk membuat pesanan dan menjaga atom tetap terpaku pada kedudukan spasial masing-masing. Kami tidak bercakap mengenai ion, atom atau molekul, tetapi rangkaian tiga dimensi.

Contoh

Seterusnya, dan akhirnya, beberapa contoh akan disebutkan untuk setiap jenis pepejal kristal.

Ionik

Semua garam adalah pepejal ion. Begitu juga, terdapat sulfida, hidroksida, oksida, halida, dan sebatian lain yang juga terdiri daripada ion, atau interaksinya pada dasarnya ionik. Oleh itu, kami mempunyai:

-KCl

-Kas ₄

-Ba (OH) ₂

-KES ₄

-FeCl ₃

-Na ₂ S

-MgO

-CaF ₂

-NaHCO ₃

- (NH ₄ ) ₂ CrO ₄

Sebagai tambahan kepada contoh-contoh ini, sebilangan besar mineral dianggap sebagai pepejal kristal ionik.

Logam

Sebarang unsur logam berlaku secara semula jadi sebagai kristal logam. Sebahagian daripadanya adalah:

-Copper

-Iron

-Aluminium

-Chome

-Metrogen hidrogen (di bawah tekanan yang tidak dapat dibayangkan)

-Tungsten

-Zirkonium

-Titanium

-Magnesium

-Sodium

Molekul

Terdapat sebilangan besar pepejal kristal molekul. Hampir setiap sebatian organik yang mengukuhkan dapat membentuk kristal jika kesuciannya tinggi, atau jika strukturnya tidak terlalu rumit. Oleh itu, kami mempunyai:

-Ice (H ₂ O)

-Ais kering (CO ₂ )

-Saya ₂

-P ₄

-S ₈ (dan polimorfnya)

-Anthracene

-Oksigen pepejal

-Monia pepejal

-Penolphthalein

-Bidas asid

Rangkaian kovalen

Dan akhirnya, di antara beberapa pepejal kristal rangkaian kovalen kami mempunyai:

-Diamond

-Grafit

-Nano tabung karbon

-Fullerenos

-Quartz

-Silikon

-Germanium

-Boron nitrida

Dari senarai ini, nanotube karbon dan fullerenes juga boleh dianggap sebagai pepejal kristal molekul. Ini kerana, walaupun terdiri dari atom karbon yang terikat secara kovalen, mereka menentukan unit yang dapat digambarkan sebagai makromolekul (bola bola dan tiub).

Rujukan

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
2. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
3. Wikipedia. (2020). Kristal. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
4. LibreTexts Kimia. (16 Jun 2019). Pepejal Kristal dan Amorf. Dipulihkan dari: chem.libretexts.org
5. Rachel Bernstein & Anthony Carpi. (2020). Sifat Pepejal. Dipulihkan dari: visionlearning.com