Ключевое различие между кристаллами и квазикристаллами заключается в том, что кристаллы имеют упорядоченную структуру, которая является периодической, тогда как квазикристаллы также имеют упорядоченную структуру, которая не является строго периодической.
Термины «кристаллы» и «квазикристаллы» используются в области кристаллографии, относящейся к области промышленной химии. Кристаллы - это мономерные единицы кристаллических материалов, а квазикристаллы - это типы кристаллов, которые содержат массивы атомов, которые упорядочены, но не являются строго периодическими.
Что такое Кристаллы?
Кристаллы представляют собой мономерные единицы кристаллических материалов. Эти твердые кристаллические соединения содержат атомы, молекулы или ионы, организованные в высокоупорядоченную микроскопическую структуру. Эти единицы составляют кристаллическую решетку кристаллического материала. Кристаллическая решетка может простираться во всех направлениях. Кроме того, мы можем идентифицировать микроскопические монокристаллы кристаллических материалов, используя геометрические формы. При рассмотрении геометрических форм кристаллы состоят из плоских граней, имеющих определенную и характерную ориентацию. Кроме того, областью изучения кристаллов является кристаллография. Процесс образования кристаллов мы называем ростом кристаллов или кристаллизацией.
Рисунок 01: Кристаллические и некристаллические формы материи
В кристаллической структуре атомы, молекулы или ионы располагаются в периодическом порядке. Однако не все твердые тела являются кристаллами. Могут быть некристаллические вещества, как показано на изображении выше. Если мы рассмотрим воду, когда вода начинает замерзать, фаза вещества меняется с жидкой на твердую, и маленькие кристаллы льда имеют тенденцию расти до тех пор, пока не произойдет сплавление (которое образует поликристаллическую структуру).
Мы можем показать элементарную ячейку для кристаллического материала. Элементарная ячейка представляет собой воображаемый ящик, содержащий один или несколько атомов в определенном порядке. Как правило, элементарные ячейки имеют тенденцию складываться в трехмерную компоновку, образуя кристалл. Мы можем распознать кристаллы по их форме по граням, имеющим острые углы.
Кристаллизация – это процесс, при котором кристаллы образуются из жидкости или растворенных в ней веществ. Область кристаллизации очень широка, потому что одна и та же жидкость может затвердевать во множество различных форм в зависимости от условий. Таким образом, это сложная и широко изученная область.
Что такое квазикристаллы?
Квазикристаллы - это тип кристаллов, которые содержат массивы атомов, которые упорядочены, но не являются строго периодическими. Поэтому квазикристаллы могут иметь некоторое сходство с нормальными кристаллами. Сходства между нормальными кристаллами и квазикристаллами показаны ниже.
Рисунок 02: Квазикристалл (квазикристаллическая структура гольмий-магний-цинк)
Обычно этот тип кристаллов хорошо известен своей способностью проявлять пятикратную симметрию. Эта симметрия невозможна в нормальных периодических кристаллах. Поэтому Международный союз кристаллографов изменил определение понятия «кристаллы», включив в него сведения о квазикристаллах.
Открытие квазикристаллов произошло в 1982 году. Образование этих кристаллов - редкое явление, потому что только около 100 известных твердых тел склонны к образованию квазикристаллов из 400 000 форм нормальных периодических кристаллов, известных до 2004 года. Более того, Дэн Шехтман получил Нобелевскую премию за открытие квазикристаллов.
Каковы сходства между кристаллами и квазикристаллами?
- Кристаллы и квазикристаллы являются типами кристаллического материала.
- Они отображают дискретную картину в рентгеновской дифракции.
- Оба способны образовывать формы с гладкими и плоскими гранями.
В чем разница между кристаллами и квазикристаллами?
Термины кристаллы и квазикристаллы полезны в области кристаллографии. Между ними есть различия, а также некоторые сходства между этими терминами. Ключевое различие между кристаллами и квазикристаллами состоит в том, что кристаллы имеют упорядоченную структуру, которая также является периодической, тогда как квазикристаллы также имеют упорядоченную структуру, которая не является строго периодической.
Приведенная ниже инфографика перечисляет различия между кристаллами и квазикристаллами в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – Кристаллы против квазикристаллов
Квазикристаллы - это тип кристаллов. Они отличаются от обычных кристаллов своей химической структурой. Ключевое различие между кристаллами и квазикристаллами состоит в том, что кристаллы имеют упорядоченную структуру, которая также является периодической, тогда как квазикристаллы также имеют упорядоченную структуру, которая не является строго периодической.
