Luonnossa kaikki koostuu kemikaaleista. Niillä puolestaan on monimutkainen rakenne, jota ei voida määrittää paljaalla silmällä. Miten pienimmät hiukkaset tulisi järjestää, jotta kemiallinen yhdiste muuttuisi kaasumaiseksi, nestemäiseksi tai kiinteäksi? Se riippuu sen kidehilasta ja atomien välisistä sidoksista.
Crystal Chemistry
Koulun kurssilta tiedetään, että aineet koostuvat molekyyleistä ja ne koostuvat atomeista. Kide on kiinteä kappale, joka normaaleissa olosuhteissa on symmetrisen monitahoisen muodon. Suolat voivat olla kiteisessä tilassa, kun niiden esiintymiselle vaadittavat vaatimukset täyttyvät (esimerkiksi tietty lämpötila). Päärooli tällaisissa muunnoksissa on tutkitun kemiallisen aineen rakenteella. Sen aggregaatiotila ja lujuus riippuvat sen kidehilasta.
Kidehilan tyypit
- Ionic.
- Metalli.
- Molecular.
- Ydinvoima.
Ominaisuus
Ensimmäisen tyypin olemus perustuu hyvin tunnettuun tosiasiaan: positiivisesti varautuneita ioneja vetää puoleensa negatiivisesti varautuneita ioneja muodostaen niistä eräänlaisen tiheän kertymän ja samalla vastaavan kidehilan, atomit, joissa ne on yhdistetty ionisidoksella.
Toisin kuin edellinen, metalli on kide, jossa atomit ovat löyhästi sidoksissa toisiinsa. Täällä jokaista heistä ympäröi monia muita samanlaisia. Tällainen metallien välinen yhteys voi tapahtua vain, jos ne ovat kiinteässä tai nestemäisessä tilassa, koska kaasumaisessa tilassa ne koostuvat yksiatomisista molekyyleistä, joissa atomit eivät ole yhteydessä toisiinsa.
Molekylaarinen on kide, jossa hiukkaset pysyvät yhdessä vain molekyylien välisten vuorovaikutusvoimien (esimerkiksi vedessä olevien vetysidosten) ansiosta. Molekyylit houkuttelevat toisiaan osittaisilla varauksilla ("+" - "-" ja päinvastoin), mikä johtaa dipoli-dipoli-vuorovaikutukseen. Jos tämä tehdään hiukkasten polarisaation avulla, tapahtuu elektronipilvien siirtyminen atomiytimen keskustaan. Tällaista vuorovaikutusta kutsutaan induktiiviseksi, ja sille on ominaista hauras molekyylikidehila.
Atomic Crystal on erittäin vahva runko. Täällä vallitsee vahva kovalenttinen polaarinen sidos. Tällaiset aineet eivät liukene veteen ja ovat hajuttomia. Tunnettu esimerkki on timantti, jolla on vain atomikidehila. Huolimatta siitä, ettätimantilla, grafiitilla ja hiilimustalla on sama kaava, ne ovat erilaisia allotrooppisia modifikaatioita. Niiden voimakkuusero selittyy kiteen hiiliatomien erilaisilla sidoksilla.
