विद्यमान पदार्थों के क्रिस्टल जालक का प्रकार। परमाणु, आणविक, आयनिक और धात्विक क्रिस्टल जाली

यूएसई कोडिफायर के विषय:आणविक और गैर-आणविक संरचना के पदार्थ। क्रिस्टल जाली का प्रकार। उनकी संरचना और संरचना पर पदार्थों के गुणों की निर्भरता।

आणविक गतिज सिद्धांत

सभी अणु छोटे-छोटे कणों से बने होते हैं जिन्हें परमाणु कहते हैं। वर्तमान में खोजे गए सभी परमाणु आवर्त सारणी में एकत्र किए गए हैं।

परमाणुकिसी पदार्थ का सबसे छोटा, रासायनिक रूप से अविभाज्य कण है जो अपने रासायनिक गुणों को बरकरार रखता है। परमाणु एक दूसरे से जुड़ते हैं रासायनिक बन्ध. हमने पहले ए पर विचार किया है। इस विषय पर सिद्धांत का अध्ययन करना सुनिश्चित करें: इस लेख का अध्ययन करने से पहले रासायनिक बंधनों के प्रकार!

अब देखते हैं कि पदार्थ में कण कैसे मिल सकते हैं।

एक दूसरे के सापेक्ष कणों के स्थान के आधार पर, उनके द्वारा बनने वाले पदार्थों के गुण बहुत भिन्न हो सकते हैं। इसलिए, यदि कण एक दूसरे से स्थित हैं लंबे समय से दूर(कणों के बीच की दूरी स्वयं कणों के आकार की तुलना में बहुत अधिक है), वे व्यावहारिक रूप से एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं करते हैं, वे बेतरतीब ढंग से और लगातार अंतरिक्ष में चलते हैं, फिर हम साथ काम कर रहे हैं गैस .

यदि कण स्थित हैं बंद करनाएक दूसरे को, लेकिन अस्त व्यस्त, अधिक एक - दूसरे से बात करें, एक स्थिति में तीव्र ऑसिलेटरी मूवमेंट करें, लेकिन दूसरी स्थिति में कूद सकते हैं, तो यह संरचना का एक मॉडल है तरल पदार्थ .

यदि कण स्थित हैं बंद करनाएक दूसरे के लिए, लेकिन अधिक व्यवस्थित, तथा अधिक बातचीत करेंआपस में, लेकिन केवल एक संतुलन स्थिति के भीतर ही चलते हैं, व्यावहारिक रूप से दूसरे में जाने के बिना स्थिति, हम के साथ काम कर रहे हैं ठोस .

अधिकांश ज्ञात रसायन और मिश्रण ठोस, तरल और गैसीय अवस्थाओं में मौजूद हो सकते हैं। सबसे सरल उदाहरण है पानी. सामान्य परिस्थितियों में, यह तरल, 0 o C पर यह जम जाता है - यह एक तरल अवस्था से गुजरता है ठोस, और 100 डिग्री सेल्सियस पर यह उबलता है - में चला जाता है गैस फेज़- भाप। इसी समय, सामान्य परिस्थितियों में कई पदार्थ गैस, तरल या ठोस होते हैं। उदाहरण के लिए, वायु, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन का मिश्रण, सामान्य परिस्थितियों में एक गैस है। लेकिन उच्च दबाव और कम तापमान पर, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन संघनित हो जाते हैं और तरल अवस्था में चले जाते हैं। तरल नाइट्रोजन का उद्योग में सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। कभी-कभी अलग प्लाज्मा, साथ ही लिक्विड क्रिस्टल,अलग चरणों के रूप में।

अलग-अलग पदार्थों और मिश्रणों के कई गुणों की व्याख्या किसके द्वारा की जाती है एक दूसरे के सापेक्ष अंतरिक्ष में कणों की पारस्परिक व्यवस्था!

यह लेख मानता है ठोस के गुण, उनकी संरचना के आधार पर। ठोस पदार्थों के बुनियादी भौतिक गुण: गलनांक, विद्युत चालकता, तापीय चालकता, यांत्रिक शक्ति, प्लास्टिसिटी, आदि।

पिघलने का तापमान वह तापमान है जिस पर कोई पदार्थ ठोस से तरल में बदलता है और इसके विपरीत।

किसी पदार्थ की बिना टूटे विकृत होने की क्षमता है।

इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी किसी पदार्थ की धारा प्रवाहित करने की क्षमता है।

करंट आवेशित कणों की क्रमबद्ध गति है. इस प्रकार, करंट का संचालन केवल उन पदार्थों द्वारा किया जा सकता है जिनमें हैं गतिमान आवेशित कण. करंट के संचालन की क्षमता के अनुसार, पदार्थों को कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स में विभाजित किया जाता है। कंडक्टर ऐसे पदार्थ होते हैं जो करंट का संचालन कर सकते हैं (अर्थात मोबाइल चार्ज किए गए कण होते हैं)। डाइलेक्ट्रिक्स ऐसे पदार्थ हैं जो व्यावहारिक रूप से करंट का संचालन नहीं करते हैं।

एक ठोस में, किसी पदार्थ के कण स्थित हो सकते हैं अस्त व्यस्त, या अधिक व्यवस्थितके बारे में। यदि किसी ठोस के कण अंतरिक्ष में स्थित हों अस्त व्यस्त, पदार्थ कहा जाता है बेढब. अनाकार पदार्थों के उदाहरण - कोयला, अभ्रक कांच.

यदि किसी ठोस के कणों को अंतरिक्ष में व्यवस्थित तरीके से व्यवस्थित किया जाता है, अर्थात त्रि-आयामी ज्यामितीय संरचनाओं को दोहराते हुए, ऐसे पदार्थ को कहा जाता है क्रिस्टल, और संरचना ही क्रिस्टल लैटिस . हमारे लिए ज्ञात अधिकांश पदार्थ क्रिस्टल हैं। कण स्वयं स्थित हैं नोड्सक्रिस्टल लैटिस।

क्रिस्टलीय पदार्थ प्रतिष्ठित हैं, विशेष रूप से, द्वारा कणों के बीच रासायनिक बंधन का प्रकार क्रिस्टल में - परमाणु, आणविक, धात्विक, आयनिक; क्रिस्टल जाली के सबसे सरल सेल के ज्यामितीय आकार के अनुसार - क्यूबिक, हेक्सागोनल, आदि।

निर्भर करना क्रिस्टल जाली बनाने वाले कणों के प्रकार , अंतर करना परमाणु, आणविक, आयनिक और धात्विक क्रिस्टल संरचना .

परमाणु क्रिस्टल जाली

एक परमाणु क्रिस्टल जालक तब बनता है जब परमाणुओं. परमाणु एक दूसरे से जुड़े हुए हैं सहसंयोजक रासायनिक बंधन. तदनुसार, ऐसा क्रिस्टल जालक बहुत होगा टिकाऊ, इसे नष्ट करना आसान नहीं है। उच्च संयोजकता वाले परमाणुओं द्वारा एक परमाणु क्रिस्टल जालक का निर्माण किया जा सकता है, अर्थात्। पड़ोसी परमाणुओं (4 या अधिक) के साथ बड़ी संख्या में बंधन के साथ। एक नियम के रूप में, ये अधातु हैं: साधारण पदार्थ - सिलिकॉन, बोरॉन, कार्बन (हीरे, ग्रेफाइट के अलोट्रोपिक संशोधन), और उनके यौगिक (बोरोकार्बन, सिलिकॉन (IV) ऑक्साइड, आदि।।) चूँकि गैर-धातुओं के बीच मुख्य रूप से सहसंयोजक रासायनिक बंधन होता है, मुक्त इलेक्ट्रॉन(साथ ही अन्य आवेशित कण) एक परमाणु क्रिस्टल जाली वाले पदार्थों में ज्यादातर मामलों में नहीं. इसलिए, ये पदार्थ आमतौर पर होते हैं बिजली का संचालन बहुत खराब तरीके से करते हैं, अर्थात। डाइलेक्ट्रिक्स हैं. ये सामान्य पैटर्न हैं, जिनमें से कई अपवाद हैं।

कणों के बीच संचार परमाणु क्रिस्टल में: .

क्रिस्टल के नोड्स पर परमाणु क्रिस्टल संरचना के साथ व्यवस्थित परमाणुओं.

चरण अवस्था सामान्य परिस्थितियों में परमाणु क्रिस्टल: एक नियम के रूप में, ठोस.

पदार्थों, जो ठोस अवस्था में परमाणु क्रिस्टल बनाते हैं:

1. सरल पदार्थ उच्च संयोजकता (आवर्त सारणी के मध्य में स्थित): बोरॉन, कार्बन, सिलिकॉन आदि।
2. इन अधातुओं से बनने वाले जटिल पदार्थ:सिलिका (सिलिकॉन ऑक्साइड, क्वार्ट्ज रेत) SiO2 ; सिलिकॉन कार्बाइड (कोरन्डम) SiC; बोरॉन कार्बाइड, बोरॉन नाइट्राइड, आदि।

परमाणु क्रिस्टल जाली वाले पदार्थों के भौतिक गुण:

— ताकत;

- अपवर्तकता (उच्च गलनांक);

- कम विद्युत चालकता;

- कम तापीय चालकता;

— रासायनिक जड़ता (निष्क्रिय पदार्थ);

- सॉल्वैंट्स में अघुलनशीलता।

आणविक क्रिस्टल जालीएक जाली है जिसके नोड हैं अणुओं. क्रिस्टल में अणुओं को पकड़ो अंतर-आणविक आकर्षण के कमजोर बल (वैन डेर वाल्स फोर्सेज, हाइड्रोजन बांड, या इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण)। तदनुसार, ऐसी क्रिस्टल जाली, एक नियम के रूप में, नष्ट करना काफी आसान. आणविक क्रिस्टल जालक वाले पदार्थ - कमजोर, नाजुक. अणुओं के बीच जितना अधिक आकर्षण बल होता है, पदार्थ का गलनांक उतना ही अधिक होता है. एक नियम के रूप में, आणविक क्रिस्टल जाली वाले पदार्थों के गलनांक 200-300K से अधिक नहीं होते हैं। इसलिए, सामान्य परिस्थितियों में, आणविक क्रिस्टल जाली वाले अधिकांश पदार्थ रूप में मौजूद होते हैं गैस या तरल पदार्थ. आणविक क्रिस्टल जाली, एक नियम के रूप में, एसिड, गैर-धातुओं के ऑक्साइड, गैर-धातुओं के अन्य बाइनरी यौगिकों, स्थिर अणुओं (ऑक्सीजन ओ 2, नाइट्रोजन एन 2, पानी एच 2 ओ) बनाने वाले सरल पदार्थों द्वारा ठोस रूप में बनाई जाती है। , आदि), कार्बनिक पदार्थ। एक नियम के रूप में, ये सहसंयोजक ध्रुवीय (शायद ही कभी गैर-ध्रुवीय) बंधन वाले पदार्थ होते हैं। इसलिये इलेक्ट्रॉन रासायनिक बंधों में शामिल होते हैं, आणविक क्रिस्टल जाली वाले पदार्थ - डाइलेक्ट्रिक्स, ऊष्मा के कुचालक.

कणों के बीच संचार आणविक क्रिस्टल में: एम इंटरमॉलिक्युलर, इलेक्ट्रोस्टैटिक, या इंटरमॉलिक्युलर आकर्षण बल.

क्रिस्टल के नोड्स पर आणविक क्रिस्टल संरचना के साथ व्यवस्थित अणुओं.

चरण अवस्था सामान्य परिस्थितियों में आणविक क्रिस्टल: गैस, तरल और ठोस.

पदार्थों, ठोस अवस्था में बनना आणविक क्रिस्टल:

1. सरल अधातु पदार्थ जो छोटे, मजबूत अणु बनाते हैं (ओ 2, एन 2, एच 2, एस 8 और अन्य);
2. सहसंयोजक ध्रुवीय बंधों के साथ जटिल पदार्थ (गैर-धातुओं के यौगिक) (सिलिकॉन और बोरॉन के ऑक्साइड, सिलिकॉन और कार्बन के यौगिकों को छोड़कर) - पानी एच 2 ओ, सल्फर ऑक्साइड एसओ 3, आदि।
3. मोनोआटोमिक दुर्लभ गैसें (हीलियम, नियॉन, आर्गन, क्रिप्टन; और आदि।);
4. अधिकांश कार्बनिक पदार्थ जिनमें आयनिक बंधन नहीं होते हैं — मीथेन सीएच 4, बेंजीन सी 6 एच 6, आदि।

भौतिक गुण आणविक क्रिस्टल जाली वाले पदार्थ:

- संभाव्यता (कम गलनांक):

- उच्च संपीड्यता;

- ठोस रूप में आणविक क्रिस्टल, साथ ही समाधान और पिघलने में, वर्तमान का संचालन नहीं करते हैं;

- सामान्य परिस्थितियों में चरण अवस्था - गैस, तरल पदार्थ, ठोस;

- उच्च अस्थिरता;

- कम कठोरता।

आयनिक क्रिस्टल जाली

यदि क्रिस्टल के नोड्स पर आवेशित कण हैं - आयनों, हम बात कर सकते हैं आयनिक क्रिस्टल जाली . एक नियम के रूप में, आयनिक क्रिस्टल के साथ वैकल्पिक सकारात्मक आयन(उद्धरण) और नकारात्मक आयन(आयन), इसलिए क्रिस्टल में कणों को बरकरार रखा जाता है इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण के बल . क्रिस्टल के प्रकार और क्रिस्टल बनाने वाले आयनों के प्रकार के आधार पर, ऐसे पदार्थ हो सकते हैं काफी मजबूत और सख्त. ठोस अवस्था में, एक नियम के रूप में, आयनिक क्रिस्टल में कोई मोबाइल चार्ज कण नहीं होते हैं। लेकिन जब क्रिस्टल घुल जाता है या पिघल जाता है, तो आयन मुक्त हो जाते हैं और बाहरी विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत आगे बढ़ सकते हैं। वे। केवल वर्तमान समाधान का संचालन करें या पिघलाएंआयनिक क्रिस्टल। आयनिक क्रिस्टल जाली के साथ पदार्थों की विशेषता है आयनिक रासायनिक बंधन. उदाहरणऐसे पदार्थ नमकसोडियम क्लोराइड कैल्शियम कार्बोनेट- CaCO 3, आदि। आयनिक क्रिस्टल जाली, एक नियम के रूप में, ठोस चरण में बनती है लवण, क्षार, साथ ही धातु ऑक्साइड और धातुओं और अधातुओं के द्विआधारी यौगिक.

कणों के बीच संचार आयनिक क्रिस्टल में: .

क्रिस्टल के नोड्स पर एक आयनिक जाली के साथ आयनों.

चरण अवस्था सामान्य परिस्थितियों में आयनिक क्रिस्टल: आमतौर पर ठोस.

रासायनिक पदार्थ आयनिक क्रिस्टल जाली के साथ:

1. अमोनियम लवण सहित लवण (जैविक और अकार्बनिक) (उदाहरण के लिए, अमोनियम क्लोराइड NH4Cl);
2. मैदान;
3. धातु आक्साइड;
4. धातुओं और अधातुओं से युक्त द्विआधारी यौगिक।

आयनिक क्रिस्टल संरचना वाले पदार्थों के भौतिक गुण:

- उच्च गलनांक (दुर्दम्य);

- आयनिक क्रिस्टल के समाधान और पिघल - वर्तमान कंडक्टर;

- अधिकांश यौगिक ध्रुवीय सॉल्वैंट्स (पानी) में घुलनशील होते हैं;

- सामान्य परिस्थितियों में अधिकांश यौगिकों में ठोस चरण अवस्था।

और, अंत में, धातुओं को एक विशेष प्रकार की स्थानिक संरचना की विशेषता होती है - धातु क्रिस्टल जाली, जो बकाया है धात्विक रासायनिक बंधन . धातु के परमाणु कमजोर रूप से वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को धारण करते हैं। एक धातु द्वारा निर्मित क्रिस्टल में, निम्नलिखित प्रक्रियाएँ एक साथ होती हैं: कुछ परमाणु इलेक्ट्रॉन दान करते हैं और धनावेशित आयन बन जाते हैं; इन क्रिस्टल में इलेक्ट्रॉन बेतरतीब ढंग से चलते हैं; कुछ इलेक्ट्रॉन आयनों की ओर आकर्षित होते हैं. ये प्रक्रियाएं एक साथ और बेतरतीब ढंग से होती हैं। इस तरह, आयन दिखाई देते हैं , एक आयनिक बंधन के निर्माण के रूप में, तथा सामान्य इलेक्ट्रॉन बनते हैं सहसंयोजक बंधन के निर्माण के रूप में। मुक्त इलेक्ट्रॉन क्रिस्टल के पूरे आयतन में गैस की तरह बेतरतीब ढंग से और लगातार चलते रहते हैं। इसलिए, उन्हें कभी-कभी कहा जाता है इलेक्ट्रॉन गैस ". बड़ी संख्या में मोबाइल आवेशित कणों की उपस्थिति के कारण धातु बिजली का संचालन, गर्मी. धातुओं का गलनांक बहुत भिन्न होता है। धातुओं की भी विशेषता है अजीब धातु चमक, लचीलापन, अर्थात। मजबूत यांत्रिक तनाव के तहत विनाश के बिना आकार बदलने की क्षमता, टी। रासायनिक बंधन टूटते नहीं हैं।

कणों के बीच संचार : .

क्रिस्टल के नोड्स पर धातु झंझरी के साथ धातु आयन और परमाणु.

चरण अवस्था सामान्य परिस्थितियों में धातु: आमतौर पर ठोस(अपवाद - पारा, सामान्य परिस्थितियों में तरल)।

रासायनिक पदार्थ धातु क्रिस्टल जाली के साथ - सरल पदार्थ - धातु.

धातु क्रिस्टल जाली वाले पदार्थों के भौतिक गुण:

- उच्च तापीय और विद्युत चालकता;

- लचीलापन और प्लास्टिसिटी;

- धातु आभा;

- धातुएं आमतौर पर सॉल्वैंट्स में अघुलनशील होती हैं;

सामान्य परिस्थितियों में अधिकांश धातुएँ ठोस होती हैं।

विभिन्न क्रिस्टल जाली वाले पदार्थों के गुणों की तुलना

क्रिस्टल जाली का प्रकार (या क्रिस्टल जाली की अनुपस्थिति) किसी पदार्थ के मूल भौतिक गुणों का मूल्यांकन करना संभव बनाता है। विभिन्न क्रिस्टल जाली वाले यौगिकों के विशिष्ट भौतिक गुणों की अनुमानित तुलना के लिए, रसायनों का उपयोग करना बहुत सुविधाजनक है विशेषता गुण. आणविक जाली के लिए, उदाहरण के लिए, कार्बन डाइआक्साइड, परमाणु क्रिस्टल जाली के लिए - हीरा, धातु के लिए - ताँबा, और आयनिक क्रिस्टल जाली के लिए - नमक, सोडियम क्लोराइड NaCl.

आवर्त सारणी के मुख्य उपसमूहों से रासायनिक तत्वों द्वारा निर्मित सरल पदार्थों की संरचनाओं पर एक सारांश तालिका (द्वितीयक उपसमूह के तत्व धातु हैं, इसलिए, उनके पास एक धातु क्रिस्टल जाली है)।

संरचना के साथ पदार्थों के गुणों के संबंध की अंतिम तालिका:

सबसे आम सामग्रियों में से एक जिसे लोग हमेशा काम करना पसंद करते हैं वह धातु थी। प्रत्येक युग में विभिन्न प्रकार के इन अद्भुत पदार्थों को वरीयता दी जाती थी। तो, IV-III सहस्राब्दी ईसा पूर्व को चालकोलिथ, या तांबे का युग माना जाता है। बाद में इसे कांस्य से बदल दिया गया, और फिर जो आज भी प्रासंगिक है - लोहा लागू होता है।

आज यह कल्पना करना आम तौर पर मुश्किल है कि धातु उत्पादों के बिना करना संभव था, क्योंकि घरेलू सामान, चिकित्सा उपकरणों और भारी और हल्के उपकरणों के साथ समाप्त होने वाली लगभग हर चीज में यह सामग्री होती है या इसके अलग-अलग हिस्से शामिल होते हैं। धातुओं ने इतनी लोकप्रियता हासिल करने का प्रबंधन क्यों किया? विशेषताएं क्या हैं और यह उनकी संरचना में कैसे निहित है, आइए इसे और जानने का प्रयास करें।

धातुओं की सामान्य अवधारणा

"रसायन विज्ञान। ग्रेड 9" स्कूली बच्चों द्वारा उपयोग की जाने वाली पाठ्यपुस्तक है। इसमें धातुओं का विस्तार से अध्ययन किया जाता है। उनके भौतिक और रासायनिक गुणों पर विचार एक बड़े अध्याय के लिए समर्पित है, क्योंकि उनकी विविधता बहुत बड़ी है।

यह इस उम्र से है कि बच्चों को इन परमाणुओं और उनके गुणों का एक विचार देने की सिफारिश की जाती है, क्योंकि किशोर पहले से ही इस तरह के ज्ञान के मूल्य की पूरी तरह से सराहना कर सकते हैं। वे पूरी तरह से देखते हैं कि विभिन्न प्रकार की वस्तुएं, मशीनें और अन्य चीजें जो उन्हें घेरती हैं, सिर्फ एक धातु प्रकृति पर आधारित हैं।

एक धातु क्या है? रसायन शास्त्र के दृष्टिकोण से, इन परमाणुओं को संदर्भित करने के लिए प्रथागत है जिनके पास है:

• बाहरी स्तर पर छोटा;
• मजबूत पुनर्स्थापनात्मक गुणों का प्रदर्शन;
• एक बड़ा परमाणु त्रिज्या है;
• कैसे सरल पदार्थों में कई विशिष्ट भौतिक गुण होते हैं।

इन पदार्थों के बारे में ज्ञान का आधार धातुओं की परमाणु-क्रिस्टलीय संरचना पर विचार करके प्राप्त किया जा सकता है। यह इन यौगिकों की सभी विशेषताओं और गुणों की व्याख्या करता है।

आवर्त प्रणाली में, अधिकांश संपूर्ण तालिका धातुओं के लिए आवंटित की जाती है, क्योंकि वे सभी माध्यमिक उपसमूह बनाते हैं और मुख्य पहले से तीसरे समूह तक। अतः उनकी संख्यात्मक श्रेष्ठता स्पष्ट है। सबसे आम हैं:

• कैल्शियम;
• सोडियम;
• टाइटेनियम;
• लोहा;
• मैग्नीशियम;
• एल्यूमीनियम;
• पोटैशियम।

सभी धातुओं में कई गुण होते हैं जो उन्हें पदार्थों के एक बड़े समूह में संयोजित करने की अनुमति देते हैं। बदले में, इन गुणों को धातुओं की क्रिस्टलीय संरचना द्वारा सटीक रूप से समझाया गया है।

धातु गुण

विचाराधीन पदार्थों के विशिष्ट गुणों में निम्नलिखित शामिल हैं।

1. धातुई चमक। साधारण पदार्थों के सभी प्रतिनिधियों के पास यह होता है, और उनमें से अधिकतर समान होते हैं केवल कुछ (सोना, तांबा, मिश्र धातु) भिन्न होते हैं।
2. लचीलापन और प्लास्टिसिटी - काफी आसानी से विकृत और ठीक होने की क्षमता। विभिन्न प्रतिनिधियों में इसे एक अलग हद तक व्यक्त किया जाता है।
3. विद्युत और तापीय चालकता मुख्य गुणों में से एक है जो धातु और उसके मिश्र धातुओं के दायरे को निर्धारित करता है।

धातुओं और मिश्र धातुओं की क्रिस्टलीय संरचना संकेतित गुणों में से प्रत्येक का कारण बताती है और प्रत्येक विशिष्ट प्रतिनिधि में उनकी गंभीरता की बात करती है। यदि आप ऐसी संरचना की विशेषताओं को जानते हैं, तो आप नमूने के गुणों को प्रभावित कर सकते हैं और इसे वांछित मापदंडों में समायोजित कर सकते हैं, जो लोग कई दशकों से करते आ रहे हैं।

धातुओं की परमाणु-क्रिस्टलीय संरचना

ऐसी संरचना क्या है, इसकी विशेषता क्या है? नाम से ही पता चलता है कि सभी धातुएँ ठोस अवस्था में क्रिस्टल होती हैं, यानी सामान्य परिस्थितियों में (पारा को छोड़कर, जो एक तरल है)। क्रिस्टल क्या है?

यह एक पारंपरिक ग्राफिक छवि है जो शरीर को लाइन करने वाले परमाणुओं के माध्यम से काल्पनिक रेखाओं को पार करके बनाई गई है। दूसरे शब्दों में, प्रत्येक धातु परमाणुओं से बनी होती है। वे इसमें बेतरतीब ढंग से नहीं, बल्कि बहुत नियमित और लगातार स्थित हैं। इसलिए, यदि आप मानसिक रूप से इन सभी कणों को एक संरचना में जोड़ते हैं, तो आपको किसी भी आकार के नियमित ज्यामितीय शरीर के रूप में एक सुंदर छवि प्राप्त होगी।

इसे धातु का क्रिस्टल जालक कहते हैं। यह बहुत जटिल और स्थानिक रूप से बड़ा है, इसलिए, सादगी के लिए, यह सब नहीं दिखाया गया है, बल्कि केवल एक हिस्सा, एक प्राथमिक सेल है। ऐसी कोशिकाओं का समूह, एक साथ लाया और परावर्तित होता है और क्रिस्टल जाली बनाता है। रसायन विज्ञान, भौतिकी और धातु विज्ञान ऐसे विज्ञान हैं जो ऐसी संरचनाओं की संरचनात्मक विशेषताओं का अध्ययन करते हैं।

समा परमाणुओं का एक समूह है जो एक दूसरे से एक निश्चित दूरी पर स्थित होते हैं और अपने चारों ओर अन्य कणों की एक निश्चित संख्या का समन्वय करते हैं। यह पैकिंग घनत्व, घटक संरचनाओं के बीच की दूरी और समन्वय संख्या की विशेषता है। सामान्य तौर पर, ये सभी पैरामीटर पूरे क्रिस्टल की विशेषता हैं, और इसलिए धातु द्वारा प्रदर्शित गुणों को दर्शाते हैं।

कई किस्में हैं। वे सभी एक विशेषता से एकजुट हैं - नोड्स में परमाणु होते हैं, और अंदर इलेक्ट्रॉन गैस का एक बादल होता है, जो क्रिस्टल के अंदर इलेक्ट्रॉनों की मुक्त गति से बनता है।

क्रिस्टल जाली के प्रकार

जाली की संरचना के लिए चौदह विकल्प आमतौर पर तीन मुख्य प्रकारों में संयुक्त होते हैं। वे निम्नलिखित हैं:

1. शरीर केंद्रित घन।
2. हेक्सागोनल क्लोज-पैक।
3. चेहरा केंद्रित घन।

धातुओं की क्रिस्टल संरचना का अध्ययन तभी किया गया जब छवियों के बड़े आवर्धन प्राप्त करना संभव हो गया। और जाली के प्रकारों का वर्गीकरण पहली बार फ्रांसीसी वैज्ञानिक ब्रावाइस द्वारा पेश किया गया था, जिनके नाम से उन्हें कभी-कभी कहा जाता है।

शरीर केंद्रित जाली

इस प्रकार की धातुओं के क्रिस्टल जालक की संरचना निम्नलिखित संरचना है। यह एक घन है, जिसके नोड्स पर आठ परमाणु होते हैं। एक अन्य कोशिका के मुक्त आंतरिक स्थान के केंद्र में स्थित है, जो "शरीर-केंद्रित" नाम की व्याख्या करता है।

यह प्राथमिक सेल की सबसे सरल संरचना के प्रकारों में से एक है, और इसलिए संपूर्ण जाली है। निम्नलिखित धातुएँ इस प्रकार की होती हैं:

• मोलिब्डेनम;
• वैनेडियम;
• क्रोमियम;
• मैंगनीज;
• अल्फा लोहा;
• बीटा आयरन और अन्य।

ऐसे प्रतिनिधियों के मुख्य गुण उच्च स्तर की लचीलापन और प्लास्टिसिटी, कठोरता और ताकत हैं।

चेहरा केंद्रित जाली

एक फलक-केंद्रित घन जाली वाली धातुओं की क्रिस्टल संरचना निम्नलिखित संरचना है। यह एक घन है, जिसमें चौदह परमाणु होते हैं। उनमें से आठ जाली नोड्स बनाते हैं, और छह और प्रत्येक चेहरे पर एक स्थित होते हैं।

उनकी एक समान संरचना है:

• एल्यूमीनियम;
• निकल;
• प्रमुख;
• गामा लोहा;
• ताँबा।

मुख्य विशिष्ट गुण विभिन्न रंगों की चमक, हल्कापन, ताकत, लचीलापन, जंग के प्रतिरोध में वृद्धि हैं।

हेक्सागोनल जाली

जालीदार धातुओं की क्रिस्टल संरचना इस प्रकार है। प्राथमिक कोशिका एक षट्कोणीय प्रिज्म पर आधारित होती है। इसके नोड्स में 12 परमाणु होते हैं, दो और आधार पर और तीन परमाणु स्वतंत्र रूप से संरचना के केंद्र में अंतरिक्ष के अंदर स्थित होते हैं। केवल सत्रह परमाणु।

धातु जैसे:

• अल्फा टाइटेनियम;
• मैग्नीशियम;
• अल्फा कोबाल्ट;
• जस्ता।

मुख्य गुण उच्च स्तर की ताकत, एक मजबूत चांदी की चमक है।

धातुओं की क्रिस्टल संरचना में दोष

हालांकि, सभी प्रकार की कोशिकाओं में प्राकृतिक दोष या तथाकथित दोष भी हो सकते हैं। यह विभिन्न कारणों से हो सकता है: विदेशी परमाणु और धातुओं में अशुद्धियाँ, बाहरी प्रभाव आदि।

इसलिए, एक वर्गीकरण है जो क्रिस्टल जाली के दोषों को दर्शाता है। एक विज्ञान के रूप में रसायन विज्ञान उनमें से प्रत्येक का अध्ययन कारण और उपाय की पहचान करने के लिए करता है ताकि सामग्री के गुणों में बदलाव न हो। तो, दोष इस प्रकार हैं।

1. बिंदु। वे तीन मुख्य प्रकारों में आते हैं: रिक्तियां, अशुद्धियाँ, या अव्यवस्थित परमाणु। वे धातु के चुंबकीय गुणों, इसकी विद्युत और तापीय चालकता में गिरावट का कारण बनते हैं।
2. रैखिक, या अव्यवस्था। सीमांत और पेंच आवंटित करें। सामग्री की ताकत और गुणवत्ता को खराब करें।
3. सतह दोष। वे धातुओं की उपस्थिति और संरचना को प्रभावित करते हैं।

वर्तमान में, दोषों को दूर करने और शुद्ध क्रिस्टल प्राप्त करने के तरीकों का विकास किया गया है। हालांकि, उन्हें पूरी तरह से मिटाना संभव नहीं है, आदर्श क्रिस्टल जाली मौजूद नहीं है।

धातुओं की क्रिस्टल संरचना के बारे में ज्ञान का मूल्य

उपरोक्त सामग्री से, यह स्पष्ट है कि ठीक संरचना और संरचना का ज्ञान सामग्री के गुणों की भविष्यवाणी करना और उन्हें प्रभावित करना संभव बनाता है। और यह आपको रसायन विज्ञान का विज्ञान करने की अनुमति देता है। एक सामान्य शिक्षा स्कूल का ग्रेड 9 छात्रों को मौलिक तार्किक श्रृंखला के महत्व की स्पष्ट समझ सिखाने पर केंद्रित है: संरचना - संरचना - गुण - अनुप्रयोग।

धातुओं की क्रिस्टल संरचना के बारे में जानकारी बहुत स्पष्ट रूप से दर्शाती है और शिक्षक को बच्चों को स्पष्ट रूप से समझाने और दिखाने की अनुमति देती है कि सभी गुणों का सही और सक्षम रूप से उपयोग करने के लिए ठीक संरचना को जानना कितना महत्वपूर्ण है।

प्रकृति में, दो प्रकार के ठोस होते हैं, जो उनके गुणों में स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं। ये अनाकार और क्रिस्टलीय निकाय हैं। और अनाकार निकायों का एक सटीक गलनांक नहीं होता है, वे धीरे-धीरे गर्म होने के दौरान नरम हो जाते हैं, और फिर एक द्रव अवस्था में बदल जाते हैं। ऐसे पदार्थों का एक उदाहरण राल या साधारण प्लास्टिसिन है। लेकिन क्रिस्टलीय पदार्थों के साथ स्थिति काफी अलग है। वे एक निश्चित तापमान तक ठोस अवस्था में रहते हैं, और उस तक पहुँचने के बाद ही ये पदार्थ पिघलते हैं।

यह ऐसे पदार्थों की संरचना के बारे में है। क्रिस्टलीय निकायों में, जिन कणों से वे बने होते हैं, वे कुछ बिंदुओं पर स्थित होते हैं। और यदि आप उन्हें सीधी रेखाओं से जोड़ते हैं, तो आपको एक प्रकार का काल्पनिक फ्रेम मिलता है, जिसे क्रिस्टल जाली कहा जाता है। और क्रिस्टल जाली के प्रकार बहुत भिन्न हो सकते हैं। और जिस प्रकार के कणों से वे "निर्मित" होते हैं, उसके अनुसार जाली को चार प्रकारों में विभाजित किया जाता है। ये आयनिक, परमाणु, आणविक और हैं

और नोड्स में क्रमशः आयन होते हैं, और उनके बीच एक आयनिक बंधन होता है। सरल (Cl-, Na+) और जटिल (OH-, SO2-) दोनों हो सकते हैं। और इस प्रकार के क्रिस्टल जाली में कुछ धातु हाइड्रॉक्साइड और ऑक्साइड, लवण और अन्य समान पदार्थ हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, साधारण सोडियम क्लोराइड को लें। यह नकारात्मक क्लोरीन आयनों और सकारात्मक सोडियम आयनों को वैकल्पिक करता है, जो एक घन क्रिस्टल जाली बनाते हैं। ऐसी जाली में आयनिक बंधन बहुत स्थिर होते हैं, और इस सिद्धांत के अनुसार "निर्मित" पदार्थों में पर्याप्त रूप से उच्च शक्ति और कठोरता होती है।

परमाणु नामक क्रिस्टल जाली के प्रकार भी होते हैं। यहां, परमाणु नोड्स पर स्थित होते हैं, जिनके बीच एक मजबूत सहसंयोजक बंधन होता है। बहुत से पदार्थों में परमाणु जाली नहीं होती है। इनमें हीरा, साथ ही क्रिस्टलीय जर्मेनियम, सिलिकॉन और बोरॉन शामिल हैं। कुछ और जटिल पदार्थ हैं जिनमें क्रमशः एक परमाणु क्रिस्टल जाली होती है और होती है। ये रॉक क्रिस्टल और सिलिका हैं। और ज्यादातर मामलों में, ऐसे पदार्थ बहुत मजबूत, कठोर और दुर्दम्य होते हैं। वे व्यावहारिक रूप से अघुलनशील भी हैं।

और आणविक प्रकार के क्रिस्टल जाली में विभिन्न प्रकार के पदार्थ होते हैं। इनमें जमे हुए पानी, यानी साधारण बर्फ, "सूखी बर्फ" - ठोस कार्बन मोनोऑक्साइड, साथ ही ठोस हाइड्रोजन सल्फाइड और हाइड्रोजन क्लोराइड शामिल हैं। आणविक जाली में कई ठोस कार्बनिक यौगिक भी होते हैं। इनमें चीनी, ग्लूकोज, नेफ़थलीन और अन्य समान पदार्थ शामिल हैं। और ऐसी जाली के नोड्स में स्थित अणु ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय रासायनिक बंधों द्वारा परस्पर जुड़े होते हैं। और इस तथ्य के बावजूद कि अणुओं के अंदर परमाणुओं के बीच मजबूत सहसंयोजक बंधन होते हैं, ये अणु स्वयं बहुत कमजोर अंतर-आणविक बंधनों के कारण जाली में रखे जाते हैं। इसलिए, ऐसे पदार्थ काफी अस्थिर होते हैं, आसानी से पिघल जाते हैं और इनमें उच्च कठोरता नहीं होती है।

खैर, धातुओं में विभिन्न प्रकार के क्रिस्टल जाली होते हैं। और उनके नोड्स में परमाणु और आयन दोनों हो सकते हैं। उसी समय, परमाणु आसानी से आयनों में बदल सकते हैं, अपने इलेक्ट्रॉनों को "सामान्य उपयोग" के लिए दे सकते हैं। उसी तरह, एक मुक्त इलेक्ट्रॉन को "कैप्चर" करने वाले आयन, परमाणु बन सकते हैं। और इस तरह की जाली धातुओं के ऐसे गुणों को निर्धारित करती है जैसे लचीलापन, लचीलापन, थर्मल और विद्युत चालकता।

इसके अलावा, धातुओं और अन्य पदार्थों के क्रिस्टल जाली के प्रकार, जाली की प्राथमिक कोशिकाओं के आकार के अनुसार सात मुख्य प्रणालियों में विभाजित हैं। सबसे सरल क्यूबिक सेल है। समचतुर्भुज, चतुष्कोणीय, षट्कोणीय, विषमकोणीय, मोनोक्लिनिक और ट्राइक्लिनिक इकाई कोशिकाएं भी हैं जो पूरे क्रिस्टल जाली के आकार को निर्धारित करती हैं। लेकिन ज्यादातर मामलों में, क्रिस्टल जाली ऊपर सूचीबद्ध लोगों की तुलना में अधिक जटिल हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि प्राथमिक कण न केवल जाली के नोड्स में स्थित हो सकते हैं, बल्कि इसके केंद्र में या इसके चेहरे पर भी हो सकते हैं। और धातुओं में, सबसे आम तीन जटिल क्रिस्टल जाली हैं: चेहरा-केंद्रित घन, शरीर-केंद्रित घन और हेक्सागोनल क्लोज-पैक। धातुओं की भौतिक विशेषताएं न केवल उनके क्रिस्टल जाली के आकार पर निर्भर करती हैं, बल्कि अंतर-परमाणु दूरी और अन्य मापदंडों पर भी निर्भर करती हैं।

ठोस क्रिस्टलीय और अनाकार अवस्था में मौजूद होते हैं और मुख्य रूप से एक क्रिस्टलीय संरचना होती है। यह सटीक रूप से परिभाषित बिंदुओं पर कणों के सही स्थान से अलग है, मात्रा में आवधिक पुनरावृत्ति द्वारा विशेषता है। यदि हम मानसिक रूप से इन बिंदुओं को सीधी रेखाओं से जोड़ते हैं, तो हमें एक स्थानिक फ्रेम मिलता है, जिसे क्रिस्टल जाली कहा जाता है। "क्रिस्टल जाली" की अवधारणा एक ज्यामितीय छवि को संदर्भित करती है जो क्रिस्टल अंतरिक्ष में अणुओं (परमाणुओं, आयनों) की व्यवस्था में त्रि-आयामी आवधिकता का वर्णन करती है।

जिन बिंदुओं पर कण स्थित होते हैं उन्हें जाली नोड्स कहा जाता है। इंटरनोडल कनेक्शन फ्रेम के अंदर काम करते हैं। कणों के प्रकार और उनके बीच संबंध की प्रकृति: अणु, परमाणु, आयन - निर्धारित करते हैं कुल मिलाकर, ऐसे चार प्रकार प्रतिष्ठित हैं: आयनिक, परमाणु, आणविक और धातु।

यदि आयन (नकारात्मक या धनात्मक आवेश वाले कण) जाली के नोड्स पर स्थित होते हैं, तो यह एक आयनिक क्रिस्टल जाली है जो समान नाम के बंधों की विशेषता है।

ये बंधन बहुत मजबूत और स्थिर होते हैं। इसलिए, इस प्रकार की संरचना वाले पदार्थों में पर्याप्त रूप से उच्च कठोरता और घनत्व, गैर-वाष्पशील और दुर्दम्य होता है। कम तापमान पर, वे डाइलेक्ट्रिक्स के रूप में व्यवहार करते हैं। हालांकि, ऐसे यौगिकों के पिघलने के दौरान, ज्यामितीय रूप से सही आयनिक क्रिस्टल जाली (आयनों की व्यवस्था) का उल्लंघन होता है और ताकत बांड कम हो जाते हैं।

गलनांक के करीब तापमान पर, एक आयनिक बंधन वाले क्रिस्टल पहले से ही विद्युत प्रवाह का संचालन करने में सक्षम होते हैं। ऐसे यौगिक पानी और अन्य तरल पदार्थों में आसानी से घुलनशील होते हैं जो ध्रुवीय अणुओं से बने होते हैं।

आयनिक क्रिस्टल जाली एक आयनिक प्रकार के बंधन के साथ सभी पदार्थों की विशेषता है - लवण, धातु हाइड्रॉक्साइड, गैर-धातुओं के साथ धातुओं के द्विआधारी यौगिक। अंतरिक्ष में कोई दिशा नहीं है, क्योंकि प्रत्येक आयन एक साथ कई काउंटरों से जुड़ा होता है, जिनमें से बातचीत की ताकत उनके बीच की दूरी (कूलम्ब के नियम) पर निर्भर करती है। आयनिक रूप से बाध्य यौगिकों में एक गैर-आणविक संरचना होती है; वे आयनिक जाली, उच्च ध्रुवता, उच्च गलनांक और क्वथनांक के साथ ठोस होते हैं, और जलीय घोल में विद्युत प्रवाहकीय होते हैं। अपने शुद्ध रूप में आयनिक बंध वाले यौगिक लगभग कभी नहीं पाए जाते हैं।

आयनिक क्रिस्टल जाली कुछ हाइड्रॉक्साइड और विशिष्ट धातुओं, लवणों के ऑक्साइड में निहित है, अर्थात। आयनिक के साथ पदार्थ

क्रिस्टल में आयनिक बंधों के अलावा, धात्विक, आणविक और सहसंयोजक बंधन होते हैं।

सहसंयोजक बंधन वाले क्रिस्टल अर्धचालक या डाइलेक्ट्रिक्स होते हैं। परमाणु क्रिस्टल के विशिष्ट उदाहरण हीरा, सिलिकॉन और जर्मेनियम हैं।

हीरा एक खनिज है, कार्बन का एक एलोट्रोपिक क्यूबिक संशोधन (रूप)। हीरे की क्रिस्टल जाली परमाणु है, बहुत जटिल है। इस तरह के जाली के नोड्स पर अत्यंत मजबूत सहसंयोजक बंधों द्वारा परस्पर जुड़े परमाणु होते हैं। एक हीरा अलग-अलग कार्बन परमाणुओं से बना होता है, एक समय में एक टेट्राहेड्रोन के केंद्र में होता है जिसके कोने चार निकटतम परमाणु होते हैं। इस तरह की जाली को एक चेहरा-केंद्रित घन की विशेषता होती है, जो हीरे की अधिकतम कठोरता और एक उच्च गलनांक को निर्धारित करता है। हीरे की जाली में कोई अणु नहीं होते हैं - और क्रिस्टल को एक थोपने वाले अणु के रूप में देखा जा सकता है।

इसके अलावा, यह सिलिकॉन, ठोस बोरॉन, जर्मेनियम और सिलिकॉन और कार्बन (सिलिका, क्वार्ट्ज, अभ्रक, नदी की रेत, कार्बोरंडम) के साथ व्यक्तिगत तत्वों के यौगिकों की विशेषता है। सामान्य तौर पर, परमाणु जाली वाले अपेक्षाकृत कम प्रतिनिधि होते हैं।

ठोस पदार्थों में, कण (अणु, परमाणु और आयन) एक-दूसरे के इतने करीब स्थित होते हैं कि उनके बीच परस्पर क्रिया की ताकतें उन्हें अलग नहीं उड़ने देती हैं। ये कण केवल संतुलन की स्थिति के चारों ओर दोलन गति कर सकते हैं। इसलिए, ठोस निकाय अपना आकार और आयतन बनाए रखते हैं।

उनकी आणविक संरचना के अनुसार, ठोस को विभाजित किया जाता है क्रिस्टलीय तथा बेढब .

क्रिस्टलीय निकायों की संरचना

क्रिस्टल सेल

ऐसे ठोस पदार्थ क्रिस्टलीय कहलाते हैं, जिसमें अणुओं, परमाणुओं या आयनों को कड़ाई से परिभाषित ज्यामितीय क्रम में व्यवस्थित किया जाता है, जिससे अंतरिक्ष में एक संरचना बनती है, जिसे कहा जाता है क्रिस्टल लैटिस . यह क्रम समय-समय पर त्रि-आयामी अंतरिक्ष में सभी दिशाओं में दोहराया जाता है। यह लंबी दूरी तक बना रहता है और अंतरिक्ष में सीमित नहीं है। उसे बुलाया गया है लंबी दूरी का आदेश .

क्रिस्टल जाली के प्रकार

एक क्रिस्टल जाली एक गणितीय मॉडल है जिसका उपयोग यह दर्शाने के लिए किया जा सकता है कि क्रिस्टल में कणों को कैसे व्यवस्थित किया जाता है। मानसिक रूप से अंतरिक्ष में सीधी रेखाओं से उन बिंदुओं को जोड़ने पर जहां ये कण स्थित हैं, हमें एक क्रिस्टल जाली मिलेगी।

इस जाली के नोड्स पर स्थित परमाणुओं के बीच की दूरी कहलाती है जालीदार मापदंड .

नोड्स पर कौन से कण स्थित हैं, इसके आधार पर क्रिस्टल जाली हैं आणविक, परमाणु, आयनिक और धात्विक .

क्रिस्टलीय पिंडों के गलनांक, लोच और शक्ति जैसे गुण क्रिस्टल जाली के प्रकार पर निर्भर करते हैं।

जब तापमान उस मान तक बढ़ जाता है जिस पर ठोस का पिघलना शुरू हो जाता है, तो क्रिस्टल जाली नष्ट हो जाती है। अणुओं को अधिक स्वतंत्रता मिलती है, और ठोस क्रिस्टलीय पदार्थ तरल अवस्था में चला जाता है। अणुओं के बीच के बंधन जितने मजबूत होते हैं, गलनांक उतना ही अधिक होता है।

आणविक जाली

आणविक जाली में, अणुओं के बीच बंधन मजबूत नहीं होते हैं। इसलिए, सामान्य परिस्थितियों में, ऐसे पदार्थ तरल या गैसीय अवस्था में होते हैं। उनके लिए ठोस अवस्था कम तापमान पर ही संभव है। इनका गलनांक (ठोस से द्रव में संक्रमण) भी कम होता है। और सामान्य परिस्थितियों में, वे गैसीय अवस्था में होते हैं। उदाहरण आयोडीन (I 2), "सूखी बर्फ" (कार्बन डाइऑक्साइड CO 2) हैं।

परमाणु जाली

जिन पदार्थों में एक परमाणु क्रिस्टल जाली होती है, परमाणुओं के बीच के बंधन मजबूत होते हैं। इसलिए, पदार्थ स्वयं बहुत ठोस होते हैं। वे उच्च तापमान पर पिघलते हैं। सिलिकॉन, जर्मेनियम, बोरॉन, क्वार्ट्ज, कुछ धातुओं के ऑक्साइड, और प्रकृति में सबसे कठोर पदार्थ, हीरे में एक क्रिस्टलीय परमाणु जाली होती है।

आयनिक जाली

आयनिक क्रिस्टल जाली वाले पदार्थों में क्षार, अधिकांश लवण, विशिष्ट धातुओं के ऑक्साइड शामिल हैं। चूँकि आयनों का आकर्षण बल बहुत अधिक होता है, ये पदार्थ केवल बहुत अधिक तापमान पर ही पिघल सकते हैं। उन्हें अपवर्तक कहा जाता है। उनके पास उच्च शक्ति और कठोरता है।

धातु की जाली

धातु जाली के नोड्स पर, जो सभी धातुओं और उनके मिश्र धातुओं में होते हैं, परमाणु और आयन दोनों स्थित होते हैं। इस संरचना के कारण, धातुओं में अच्छी लचीलापन और लचीलापन, उच्च तापीय और विद्युत चालकता होती है।

सबसे अधिक बार, क्रिस्टल का आकार एक नियमित पॉलीहेड्रॉन होता है। ऐसे पॉलीहेड्रा के फलक और किनारे किसी विशेष पदार्थ के लिए हमेशा स्थिर रहते हैं।

एकल क्रिस्टल कहलाता है एकल क्रिस्टल . इसमें एक नियमित ज्यामितीय आकार, एक सतत क्रिस्टल जाली है।

प्राकृतिक एकल क्रिस्टल के उदाहरण हीरा, माणिक, रॉक क्रिस्टल, सेंधा नमक, आइसलैंडिक स्पर, क्वार्ट्ज हैं। कृत्रिम परिस्थितियों में, क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया में एकल क्रिस्टल प्राप्त होते हैं, जब समाधान या पिघल को एक निश्चित तापमान पर ठंडा किया जाता है और क्रिस्टल के रूप में एक ठोस पदार्थ उनसे अलग किया जाता है। धीमी गति से क्रिस्टलीकरण दर के साथ, ऐसे क्रिस्टल के फेसिंग का एक प्राकृतिक आकार होता है। इस तरह, विशेष औद्योगिक परिस्थितियों में, उदाहरण के लिए, अर्धचालक या डाइलेक्ट्रिक्स के एकल क्रिस्टल प्राप्त होते हैं।

छोटे क्रिस्टल, एक दूसरे के साथ बेतरतीब ढंग से जुड़े हुए, कहलाते हैं पॉलीक्रिस्टल . पॉलीक्रिस्टल का सबसे स्पष्ट उदाहरण ग्रेनाइट है। सभी धातुएं भी पॉलीक्रिस्टल हैं।

क्रिस्टलीय निकायों की अनिसोट्रॉपी

क्रिस्टल में, कण अलग-अलग दिशाओं में अलग-अलग घनत्व के साथ स्थित होते हैं। यदि हम क्रिस्टल जालक की किसी एक दिशा में परमाणुओं को एक सीधी रेखा में जोड़ते हैं, तो इस सभी दिशाओं में उनके बीच की दूरी समान होगी। किसी अन्य दिशा में, परमाणुओं के बीच की दूरी भी स्थिर होती है, लेकिन इसका मान पहले से ही पिछले मामले की दूरी से भिन्न हो सकता है। इसका मतलब यह है कि विभिन्न परिमाण के परस्पर क्रिया बल परमाणुओं के बीच अलग-अलग दिशाओं में कार्य करते हैं। इसलिए, इन दिशाओं में पदार्थ के भौतिक गुण भी भिन्न होंगे। इस घटना को कहा जाता है अनिसोट्रॉपी - दिशा पर पदार्थ के गुणों की निर्भरता।

क्रिस्टलीय पदार्थ की विद्युत चालकता, तापीय चालकता, लोच, अपवर्तनांक और अन्य गुण क्रिस्टल में दिशा के आधार पर भिन्न होते हैं। विद्युत प्रवाह अलग-अलग दिशाओं में अलग-अलग तरीके से संचालित होता है, पदार्थ अलग तरह से गर्म होता है, प्रकाश की किरणें अलग तरह से अपवर्तित होती हैं।

पॉलीक्रिस्टल में अनिसोट्रॉपी नहीं देखी जाती है। पदार्थ के गुण सभी दिशाओं में समान रहते हैं।