Verschil tussen de atomaire structuur en de kristalstructuur

Belangrijkste verschil - Atomaire structuur versus kristalstructuur

Hoewel atomen de kleinste eenheden zijn die in alle materie te vinden zijn, 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 bepaalde regelingen 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 de atomaire structuur en de 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.

Key Areas Covered

1. Wat is Atomic Structure
      - Definitie, uitleg van de structuur
2. Wat is Crystal Structure
      - Definitie, uitleg van de structuur
3. Wat is het verschil tussen atoomstructuur en kristalstructuur
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: Atoom, Atomaire structuur, Covalente netwerkkristallen, Kristalstructuur, Kristallijne structuur, Kristallografie, Ionische kristallen, Metaalkristallen, Orbitaal, Shell, Subshell

Wat is een atomaire structuur

Atomaire structuur 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 bewezen dat atomen verder kunnen worden onderverdeeld in subatomaire deeltjes. Daarom kwam het concept van atomaire structuur in discussie. Verschillende wetenschappers stelden verschillende structuren voor een atoom voor. 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 bestaat een atoom 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 de kern wordt genoemd. De elektronen zijn continu in beweging rond de kern in bepaalde banen. Deze elektronen zien er echter uit als een elektronenwolk die de kern van het atoom omringt.

Figuur 1: Atoomstructuur van helium

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

Electron-shells kunnen verder worden onderverdeeld in subshells. Deze subshells worden genoemd als s subshell, p subshell, d subshell en f subshell. Met uitzondering van de subshell kunnen andere subshells verder worden verdeeld in orbitalen. Elke baan kan maximaal twee elektronen bevatten die tegenovergestelde spins hebben.

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

Wat is Crystal Structure

Kristalstructuur is de rangschikking van atomen of moleculen in een kristal. Vaste verbindingen kunnen worden verdeeld 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 algehele opstelling van het kristal weergeven.

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

Figuur 2: NaCl-kristalstructuur

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

Verschil tussen de atomaire structuur en de kristalstructuur

Definitie

Atoom structuur: Atomaire structuur 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: Atoomstructuur is een complexe structuur.

Kristal structuur: Kristalstructuur is een goed georganiseerde roosterstructuur.

Components

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 in alle atomen hetzelfde.  

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

Conclusie

Atoomstructuur is belangrijk om alles over chemie te begrijpen. 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 de atoomstructuur en de kristalstructuur is dat de atoomstructuur de opstelling van subatomaire deeltjes in een atoom beschrijft, terwijl de kristalstructuur de rangschikking van atomen of moleculen in een kristallijne verbinding beschrijft.

Afbeelding met dank aan:

1. "Heliumatoom QM" door gebruiker: Yzmo - eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "NaCl kristalstructuur" door Eyal Bairey (gebruiker: Eyal Bairey) - Eigen werk (publiek domein) via Commons Wikimedia

Referenties:

1. "Kristalstructuren en de Eenheidscel." Study.com, hier beschikbaar. Toegankelijk 21 september 2017.
2. "Crystal Structure (Theory)." Virtual Lab: Exacte Wetenschappen: Amrita Vishwa Vidyapeetham Virtual Lab, hier beschikbaar. Toegankelijk 21 september 2017.