Belangrijkste verschil - Atomaire structuur versus kristalstructuur

Hoewel atomen de kleinste eenheden zijn die in alle materie kunnen worden gevonden, hebben deze atomen een complexe structuur wanneer ze experimenteel worden geanalyseerd. Om bijna alle concepten in de chemie te begrijpen, is het essentieel om de basisstructuur van een atoom goed te begrijpen. Kristallen zijn vaste verbindingen gemaakt van een aantal atomen of moleculen. Er zijn bijzondere arrangementen in kristallen. Deze arrangementen worden kristalstructuren genoemd. Het onderzoeken van de kristalstructuur is erg belangrijk bij het bepalen van de eigenschappen van die verbinding. Het belangrijkste verschil tussen atomaire structuur en kristalstructuur is dat: atomaire structuur beschrijft de rangschikking van subatomaire deeltjes in een atoom, terwijl kristalstructuur de rangschikking van atomen of moleculen in een kristallijne verbinding beschrijft.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat is atoomstructuur? - Definitie, uitleg van de structuur 2. Wat is kristalstructuur? - Definitie, uitleg van de structuur 3. Wat is het verschil tussen atoomstructuur en kristalstructuur? – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: atoom, atoomstructuur, covalente netwerkkristallen, kristalstructuur, kristallijne structuur, kristallografie, ionische kristallen, metaalkristallen, orbitaal, schil, subshell

Wat is een atoomstructuur?

Atoomstructuur is de rangschikking van subatomaire deeltjes in een atoom. Eerder geloofden wetenschappers dat een atoom de kleinste eenheid is die op aarde te vinden is en dat alle materie uit atomen bestaat, maar latere experimenten hebben aangetoond dat atomen verder kunnen worden onderverdeeld in subatomaire deeltjes. Daarom kwam het concept van atomaire structuur ter discussie. Verschillende wetenschappers suggereerden verschillende structuren voor een atoom. Maar met de ontwikkeling van wetenschap en technologie werd de moderne atoomtheorie ontwikkeld, die de structuur van een atoom duidelijk verklaart.

Volgens de moderne atoomtheorie is een atoom samengesteld uit drie soorten subatomaire deeltjes genaamd elektronen, protonen en neutronen. De protonen en neutronen bevinden zich in het midden van de atomen en vormen een centrale kern die kern wordt genoemd. De elektronen zijn continu in beweging rond de kern in bepaalde paden. Deze elektronen zien er echter uit als een elektronenwolk die de kern van het atoom omringt.

Figuur 1: Atomaire structuur van helium

Omdat elektronen continu rond de kern bewegen, kunnen we niet de exacte locatie van een elektron tegelijk bepalen. We kunnen alleen de kans op het vinden van een elektron op een bepaalde locatie zeggen. Volgens deze waarschijnlijkheden zijn er bepaalde schillen waarin elektronen bewegen. Deze schillen hebben hun eigen gekwantiseerde energieniveau. Deze schillen zijn dus gerangschikt volgens het energieniveau van elektronen die in die schillen aanwezig zijn. De schil met de laagste energie bevindt zich het dichtst bij de kern. Deze elektronenschillen worden genoemd als K, L, M, N, enz. Van de kern naar buiten.

Elektronenschillen kunnen verder worden onderverdeeld in subschillen. Deze subshells worden genoemd als s subshell, p subshell, d subshell en f subshell. Behalve s subshell, kunnen andere subshells verder worden onderverdeeld in orbitalen. Elke orbitaal kan maximaal twee elektronen bevatten die tegengestelde spins hebben.

Elektronen zijn de belangrijkste subatomaire deeltjes die deelnemen aan chemische reacties. Protonen en neutronen nemen echter deel aan kernreacties.

Wat is kristalstructuur?

Kristalstructuur is de rangschikking van atomen of moleculen in een kristal. Vaste verbindingen kunnen worden onderverdeeld in drie groepen als kristallijne verbindingen, semi-kristallijne verbindingen en niet-kristallijne verbindingen. Kristallijne verbindingen hebben een goed georganiseerde structuur. Ze hebben een driedimensionale organisatie. De kristalstructuur van een kristallijne verbinding wordt een rooster genoemd. De kleinste eenheid van deze georganiseerde structuur wordt een eenheidscel genoemd. Deze eenheidscel moet de algemene opstelling van het kristal vertegenwoordigen.

Er zijn drie belangrijke structuren voorgesteld voor de eenheidscel. Ze hebben een eenvoudige kubische structuur, een op het lichaam gecentreerde kubieke structuur en een op het gezicht gecentreerde kubische structuur. Bij het beschouwen van de kristalstructuur zijn er zeven structuren die een kristal kan hebben die volgens de symmetrie worden genoemd. Ze zijn monoklinisch, triklinisch, trigonaal, hexagonaal, orthorhombisch, tetragonaal en kubisch.

Figuur 2: NaCl-kristalstructuur

Daarnaast zijn er kristalstructuren die worden genoemd naar het type chemische binding dat in dat kristal aanwezig is. Het zijn ionische kristallen, covalente netwerkkristallen en metaalkristallen. Ionische kristallen zijn gemaakt van kationen en anionen die zijn gerangschikt in een regelmatige, herhalende structuur. Covalente netwerkkristallen zijn samengesteld uit atomen of moleculen die aan elkaar zijn bevestigd via covalente bindingen die een netwerk van atomen of moleculen vormen. metalen kristallen zijn samengesteld uit metaalkationen omgeven door vrij bewegende elektronen.

Verschil tussen atoomstructuur en kristalstructuur

Definitie

Atoom structuur: Atoomstructuur is de rangschikking van subatomaire deeltjes in een atoom.

Kristal structuur: Kristalstructuur is de rangschikking van atomen of moleculen in een kristal.

Structuur

Atoom structuur: Atomaire structuur is een complexe structuur.

Kristal structuur: Kristalstructuur is een goed georganiseerde roosterstructuur.

Componenten

Atoom structuur: Atomen zijn samengesteld uit subatomaire deeltjes: elektronen, protonen en neutronen.

Kristal structuur: Kristallen zijn samengesteld uit kationen en anionen of metaalionen en vrije elektronen.

variaties

Atoom structuur: De algehele atomaire structuur is hetzelfde in alle atomen.

Kristal structuur: De kristalstructuren verschillen van elkaar, afhankelijk van de componenten die in het kristal aanwezig zijn.

Conclusie

Atomaire structuur is belangrijk om alles over chemie te begrijpen. De kristalstructuur is belangrijk bij het identificeren van kristallen, het begrijpen van de eigenschappen van kristallen en het voorspellen van hun reacties. Het belangrijkste verschil tussen atomaire structuur en kristalstructuur is dat atomaire structuur de rangschikking van subatomaire deeltjes in een atoom beschrijft, terwijl kristalstructuur de rangschikking van atomen of moleculen in een kristallijne verbinding beschrijft.

Afbeelding met dank aan:

1. "Helium-atoom QM" door gebruiker: Yzmo - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia2. "NaCl-kristalstructuur" door Eyal Bairey (gebruiker: Eyal Bairey) - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia

Referenties:

1. "Kristalstructuren en de eenheidscel." Study.com, hier beschikbaar. Geraadpleegd op 21 september 2017.2. "Kristalstructuur (theorie)." Virtueel Lab: Exacte Wetenschappen: Amrita Vishwa Vidyapeetham Virtual Lab, hier beschikbaar. Geraadpleegd op 21 september 2017.