KRISTALI

1. Minerali, drago i poludrago kamenje oduvek su fascinirali čoveka pre svega zbog svoje vizuelne privlačnosti, izuzetne čistoće, igre boja ili transparentnosti. Sa stanovišta duhovne nauke carstvo minerala pripada osnovnoj stepenici evolucije svesti, i pored toga što po mnogim karakteristikama koje diktira okvir sadašnjeg stepena razvoja nauke, ovi entiteti ne spadaju u kategoriju živih svesnih bića, već je potonja rezervisana samo za biljno, životinjsko i ljudsko carstvo.

2. KRISTALI • AGREGATNA STANJA • OSNOVNE OSOBINE KRISTALNOG STANJA • ANIZOTROPIJA • MONOKRISTALI I POLIKRISTALI • UNUTRAŠNJA STRUKTURA KRISTALA • KRISTALNA REŠETKA • DEFEKTI KRISTALNE REŠETKE • TIPOVI KRISTALNE REŠETKE • POLIMORFIZAM RADILI:JOVAN RADOJKOVIĆ JOVAN UROŠEVIĆ

3. AGREGATNA STANJA Agregatno stanje je makroskopski oblik postojanja materije,uniformnih fizickih osobina i uniformnog hemijskog sastava u kojem čestice (atomi,molekuli,joni...) imaju karakterističan prostorni raspored i karakteristične oblike kretanja. Kakvu će kristalnu strukturu fluid formirati zavisi od hemijskog sastava fluida, uslova pri kojim dolazi do očvšćavanja i od pritiska.Proces formiranja kristalne strukture, odnosno nastanka kristala,naziva se KRISTALIZACIJA. Tip agregatnog stanja (čvrsto,tečno,gasovito,plazma) zavis od odnosa termalne energije čestica i energije međučestičnih interakcija. Tela u čvrstom agregatnom stanju mogu biti KRISTALNA i amorfna. Kristali su dijamant,soli,šećer,led,metali,rubin,grafit i mnogi drugi, dok su amorfne supstance staklo, asfalt, vosak, ćilibar... U kristalnim telima atomi su pravilno raspoređeni u prostoru i samo osciluju oko ravnotežnih položaja.

4. OSNOVNE OSOBINE KRISTALNOG STANJA Na prvi pogled uočava se jedna bitna odlika kristala a to je pravilan poliedarski oblik. Svaki poliedar ima određen broj strana (pljosni), ivica i temena tj. rogljeva.Kristali jedne iste supstance ne moraju biti isti po veličini ni po makroskopskom obliku, ali svi imaju jednake uglove između odgovarajućih strana i odgovarajućih ivica. Zbog toga kristal kuhinjske soli može imati oblik kocke,paralelepipeda,a može imati nepravilan oblik,ali su uglovi između svake tri ivice koje se seku u jednom temenu jednaki po 900, tj. Strane se seku pod pravim uglom. Klasifikacija kristala, nastala još u 19. veku, kaže da se svaki kristal može svrstati u 32 moguće klase.

5. -ANIZOTROPIJA- Pored pravilnog geometrijskog oblika, osnovna osobina kristala je ANIZOTROPIJA. Anizotropija je osobina tela da u različitim pravcima ima različita fizička svojstva.Zbog toga su kod kristala, u različitim pravcima, različita i fizička svojstva poput trvrdoće, elastičnosti, toplote, elekrične provodljivosti, indeksa prelamanja svetlosti...

6. -MONOKRISTALI I POLIKRISTALI- Kristal koji ima manje ili više pravilan oblik i odlikuje se anizotropijom zove se MONOKRISTAL.Ovakvi kristali se mogu naći u prirodi. Izotopni kristali zovu se POLIKRISTALI, kod njih ne možemo uočiti anizotropiju (kamen, pesak, metali i mnoge soli...).Imaju zrnastu strukturu i izgrađeni su od ogromnog broja sitnih monokristala.

7. UNUTRASNJA STRUKTURA KRISTALA -KRISTALNA RESETKA- Kristalna rešetka predstavlja uređeni raspored elementarnih jedinki supstance u prostoru. Raspored elementarnih jedinki pravilno se ponavlja u svim pravcima gradeći kristalnu strukturu. Kristalna rešetka je samo zamišljeni a ne realni model kristala: kuglice predstaljaju atome (jone,molekule),a linije koje povezuju kuglice simbolizuju sile koje deluju izmedju njih. Rastojanje izmedju čestica u kristalu u prirodi je mnogo manje od prikazanog. Model na ovoj slici realnije prikazuje kristal NaCl,jer su joni gusto zbijeni i nema razdvojenih molekula već sve izgleda kao jedan ogromni molekul.

8. -DEFEKTI KRISTALNE REŠETKE- U prirodi nema idealnih kristala sa potpuno pravom rešetkom,niti se takvi mogu dobiti vestačkim putem. Kod realnih kristala postoje odstupanja od idealne strukture,koje se nazivaju defekti. Mogu se svrstati u tačkaste i netačkaste. Defekti se krecu unutar kristala srazmerno sa visinom temperature. Defekti nastaju tokom rasta kristala.U zavisnosti od prisustva defekta zavise i osobine samog kristala:smanjena tvrdoća,lakša lomljivost,veća provodnost.... Čestice unutar kristala ne miruju već osciluju oko svojih ravnotežnih položaja.Ako je visoka temperatura,dešava se da neka čestica napusti čvor i nađe se u međuprostoru,pa pri tome nastaju dva defekta u rešeci.

9. -TIPOVI KRISTALNIH REŠETKI- U zavisnosti od vrste čestica i sila kojima one interaguju,u rešeci razlikujemo četiri osnovna tipa kristalnih rešetki: Jonske kristalne rešetke u čvorovima sadrže pozitivne i negativne jone, između kojih deluju elektrostatičke sile.Tipičan primer ovakvog kristala je kuhinjska so (NaCl). Molekulske kristalne rešetke u čvorovima imaju molekule koji su elektroneutralne čestice,ali pozitivna i negativna naelektrisanja nisu pravilno raspoređena.Zato izmedju molekula deluje nekakve električne sile koje su slabe,pa se iz tog razloga ovakvi kristali lako razgradjuju.Primeri ovakvih kristala su jod,parafin,suvi led... Atomske kristalne rešetke imaju atome u svojim čvorovima.Između njih postoji kovalentna veza koja je izuzetno jaka pa su samim tim atomski kristali najtvrdji, najteze se seku,imaju veliku temperaturu topljenja...Ovakvi su dijamant,silicijum,germanijum... U čvorovima metalnih kristalnih rešetki nalaze se pozitivno naelektrisani joni.Odvojeni od jona,elektroni se kreću haotično kroz kristal pri čemu se između jona i elektrona deluju električne sile.Metali su,upravo zbog velikog broja slobodnih elektrona, jako dobri provodnici električne struje i toplote

10. * Postoje i kristali koji se ne mogu svrstati ni u jednu od navedenih grupa.Kod ovih kristala je zastupljena kombinacija različitih veza između čestica.Primer ovakvih kristala je grafit. Neke od modifikacija ugljenika: a) dijamant b) grafit, c) lonsdalit, d-f)fuleren (C60, C540, C70), g) amorfni ugljenik, h) ugljenične nanocevi

11. -POLIMORFIZAM- Polimorfizam je odlika kristala da se pojavljuju u dva ili više oblika. Različiti oblici kristala nazivaju se polimorfne ( alotropske )modifikacije.