Kristallin kontra polykristallin
Även om vi definierar fasta ämnen som kristallina eller amorfa, finns det i naturen få exempel på dessa rena former. För det mesta blandas de eller bildar variationer. Polykristallin är en sådan variation från de kristallina fasta ämnena. Här kommer vi att undersöka skillnaderna mellan kristallint och polykristallint i detalj.
Kristallin
Kristallin kan vara en kristall, bestående av kristall, eller likna en kristall. Kristallina fasta ämnen eller kristaller har ordnat strukturer och symmetri. Atomerna, molekylerna eller jonerna i kristaller är ordnade på ett speciellt sätt och har således en långtgående ordning. I kristallina fasta ämnen finns det ett regelbundet, upprepande mönster; alltså kan vi identifiera en upprepande enhet. Per definition är en kristall en homogen kemisk förening med ett regelbundet och periodiskt arrangemang av atomer. Exempel är halit, salt (NaCl) och kvarts (SiOa 2). Men kristaller är inte begränsade till mineraler: de innehåller mest fasta ämnen som socker, cellulosa, metaller, ben och till och med DNA.” 1Kristaller förekommer naturligt som stora kristallina stenar på jorden, såsom kvarts, granit. Kristaller bildas också av levande organismer. Till exempel produceras kalcit av blötdjur. Det finns vattenbaserade kristaller i form av snö, is eller glaciärer. Kristaller kan kategoriseras efter deras fysiska och kemiska egenskaper. De är kovalenta kristaller (t.ex. diamant), metallkristaller (t.ex. pyrit), joniska kristaller (t.ex. natriumklorid) och molekylära kristaller (t.ex. socker). Kristaller kan ha olika former och färger. Kristaller har ett estetiskt värde, och det antas ha helande egenskaper; alltså använder folk dem för att göra smycken.
Förutom att vara en kristall, kan vissa fasta ämnen likna en kristall genom att anta några av dess egenskaper. Dessa kan till exempel vara gnistrande, transparenta eller klara eller ha strukturen som liknar en kristall.
Polykristallin
I naturen verkar kristaller för det mesta ha stört sin långväga ordning. Polykristallin är fasta ämnen som består av många små kristaller. Dessa är ordnade i olika riktningar och är bundna av mycket defekta gränser. Kristallerna i ett polykristallint fast ämne är mikroskopiska och de är kända som kristalliter. Dessa kallas också korn. Det finns fasta ämnen, som består av en enda kristall som ädelstenar, kiselkristaller. Dessa förekommer dock mycket sällan i naturen. Oftast är fasta ämnen polykristallina. I en struktur som denna hålls antalet enskilda kristaller samman av ett lager av amorfa fasta ämnen. Amorft fast ämne är ett fast ämne som saknar en kristallstruktur. Det vill säga det har inte långt ordnat arrangemang av atomer, molekyler eller joner inom strukturen. Därför,i en polykristallin struktur har långväga ordningen störts. Till exempel är alla metaller och keramik polykristallina. I dessa är ordningen och orienteringen väldigt slumpmässiga. Det kan bestämmas utifrån hur det polykristallina fasta ämnet har vuxit eller genom processbetingelserna.
Vad är skillnaden mellan kristallin och polykristallin?
• Polykristallina fasta ämnen består av många antal kristallina fasta ämnen.
• Kristallina fasta ämnen eller kristaller har ordnat strukturer och symmetri, men i en polykristallin struktur har den långväga ordningen störts.
• Kristallin struktur är enhetlig och har inga gränser, men polykristallin struktur skiljer sig från detta. Den har inte en kontinuerlig struktur, och den har gränser mellan korn.
• Kristallstruktur är svår att producera och den är sällsynt till skillnad från polykristallin struktur.
1 Wenk, HR, Bulakh A., “Mineraler: deras konstitution och ursprung”, University press, Cambridge, 2004
