Unterschied zwischen kristallin und polykristallin

Kristallin gegen Polykristallin

Obwohl Feststoffe als kristallin oder amorph definiert werden, gibt es in der Natur nur wenige Beispiele für diese reinen Formen. Meistens werden sie gemischt oder bilden Variationen. Polykristallin ist eine solche Abweichung von den kristallinen Feststoffen. Hier werden die Unterschiede zwischen kristallinem und polykristallinem Material im Detail untersucht.

Kristalline

Kristallin kann ein Kristall sein, aus einem Kristall bestehen oder einem Kristall ähneln. Kristalline Festkörper oder Kristalle haben geordnete Strukturen und Symmetrie. Die Atome, Moleküle oder Ionen in Kristallen sind in einer bestimmten Weise angeordnet und haben daher eine weitreichende Ordnung. In kristallinen Feststoffen gibt es ein regelmäßiges, sich wiederholendes Muster. So können wir eine Wiederholungseinheit identifizieren. Definitionsgemäß ist „ein Kristall eine homogene chemische Verbindung mit einer regelmäßigen und periodischen Anordnung von Atomen. Beispiele sind Halit, Salz (NaCl) und Quarz (SiO)₂). Kristalle sind jedoch nicht auf Mineralien beschränkt: Sie umfassen die meisten festen Bestandteile wie Zucker, Zellulose, Metalle, Knochen und sogar DNA. “¹ Kristalle kommen in der Natur als große kristalline Gesteine ​​auf der Erde vor, wie Quarz oder Granit. Kristalle werden auch von lebenden Organismen gebildet. Zum Beispiel wird Calcit von Mollusken produziert. Es gibt wasserbasierte Kristalle in Form von Schnee, Eis oder Gletschern. Kristalle können nach ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften eingeteilt werden. Sie sind kovalente Kristalle (z. B. Diamant), metallische Kristalle (z. B. Pyrit), ionische Kristalle (z. B. Natriumchlorid) und Molekülkristalle (z. B. Zucker). Kristalle können unterschiedliche Formen und Farben haben. Kristalle haben einen ästhetischen Wert und es wird angenommen, dass sie heilende Eigenschaften haben; die Menschen benutzen sie, um Schmuck herzustellen.

Abgesehen davon, dass sie ein Kristall sind, können einige Festkörper einem Kristall ähneln, indem sie einige ihrer Eigenschaften übernehmen. Diese können zum Beispiel funkelnd, transparent oder klar sein oder eine kristallähnliche Struktur haben.

Polykristallin

In der Natur scheinen Kristalle meistens ihre Fernordnung gestört zu haben. Polykristallin sind Feststoffe, die aus vielen kleinen Kristallen bestehen. Diese sind in unterschiedlichen Orientierungen angeordnet und an stark defekte Grenzen gebunden. Die Kristalle in einem polykristallinen Feststoff sind mikroskopisch und werden als Kristallite bezeichnet. Diese werden auch als Körner bezeichnet. Es gibt Feststoffe, die aus einem Einkristall bestehen, wie Edelsteine, Siliziumeinkristallen. Diese kommen jedoch in der Natur sehr selten vor. Die Feststoffe sind meistens polykristallin. In einer solchen Struktur wird die Anzahl der Einkristalle durch eine Schicht amorpher Feststoffe zusammengehalten. Amorpher Feststoff ist ein Feststoff, dem eine kristalline Struktur fehlt. Das heißt, es hat keine weitreichende Anordnung von Atomen, Molekülen oder Ionen innerhalb der Struktur. Daher ist in einer polykristallinen Struktur die Fernordnung gestört worden. Zum Beispiel sind alle Metalle und Keramiken polykristallin. In diesen sind die Reihenfolge und Orientierung sehr zufällig. Sie kann aus dem Wachstum des polykristallinen Feststoffs oder den Verarbeitungsbedingungen bestimmt werden.

¹ Wenk, H.R., Bulakh A., "Mineralien: ihre Konstitution und Herkunft", Universitätspresse, Cambridge, 2004