ההבדל העיקרי בין גבישים וקוואזי-גבישים הוא שלגבישים יש מבנה מסודר שהוא תקופתי, בעוד שלקוואזי-גבישים יש גם מבנה מסודר שאינו מחזורי למהדרין.
המונחים קריסטלים וקוואזי-גבישים שימושיים בתחום הקריסטלוגרפיה שנכלל בכימיה תעשייתית. קריסטלים הם היחידות המונומריות של חומרים גבישיים, בעוד שקוואזי-גבישים הם סוגים של גבישים המכילים מערכים של אטומים שהם בצורה מסודרת אך אינם תקופתיים לחלוטין.
מהם קריסטלים?
קריסטלים הם היחידות המונומריות של חומרים גבישיים.תרכובות גבישיות מוצקות אלה מכילות את האטומים, המולקולות או היונים שלהן המסודרים במבנה מיקרוסקופי מסודר מאוד. יחידות אלו מרכיבות את סריג הגביש של החומר הגבישי. סריג הקריסטל יכול להימשך לכל הכיוונים. בנוסף, אנו יכולים לזהות גבישים בודדים מיקרוסקופיים של חומרים גבישיים באמצעות צורות גיאומטריות. כאשר בוחנים צורות גיאומטריות, הגבישים מורכבים מפרצופים שטוחים בעלי כיוונים ספציפיים ואופייניים. יתרה מכך, תחום חקר הקריסטלים הוא קריסטלוגרפיה. אנו קוראים לתהליך היווצרותם של גבישים צמיחת גביש או התגבשות.
איור 01: צורות גבישיות ולא גבישיות של חומר
במבנה הגבישי, האטומים, המולקולות או היונים מסודרים בסידור מחזורי.עם זאת, כל המוצקים אינם גבישים. יכולים להיות חומרים לא גבישיים, כפי שמוצג בתמונה לעיל. אם ניקח בחשבון מים כאשר המים מתחילים לקפוא, שלב החומר משתנה מנוזל למוצק וגבישי קרח קטנים נוטים לגדול עד להתרחשות ההיתוך (שיוצר מבנה רב גבישי).
אנו יכולים להציג תא יחידה עבור חומר גבישי. תא היחידה הוא קופסה דמיונית המכילה אטום אחד או יותר בסידור מסוים. בדרך כלל, תאי היחידה נוטים להיערם בסידור תלת מימדי, ויוצרים גביש. אנו יכולים לזהות את הגבישים מצורתם לפי הפנים בעלות זוויות חדות.
התגבשות היא התהליך שממנו נוצרים גבישים מנוזל או מחומרים מומסים בנוזל. תחום ההתגבשות רחב מאוד מכיוון שנוזל בודד מסוגל להתמצק לצורות רבות ושונות בהתאם לתנאים. לכן, זהו תחום מורכב ונחקר בהרחבה.
מהם קוואזי-קריסטלים?
קוואזיקריסטלים הם סוג של גבישים המכילים מערכים של אטומים שהם בצורה מסודרת אך אינם מחזוריים למהדרין. לכן, לקוואזי-גבישים עשויים להיות קווי דמיון עם גבישים רגילים. קווי דמיון בין הגבישים הרגילים והקוואזיקריסטלים מוצגים להלן.
איור 02: A Quasicrystal(מבנה קוואזי-גביש הולמיום-מגנזיום-אבץ)
בדרך כלל, סוג זה של גביש ידוע ביכולת שלו להראות סימטריה פי חמישה. סימטריה זו בלתי אפשרית בגבישים מחזוריים רגילים. לכן, האיגוד הבינלאומי לקריסטלוגרפיה הגדיר מחדש "גבישים" כך שיכלול פרטים על קוואזי-גבישים.
הגילוי של קוואזי-גבישים התרחש בשנת 1982. היווצרותם של גבישים אלו היא דבר נדיר מכיוון שרק כ-100 מוצקים ידועים נוטים ליצור קוואזי-גבישים בין 400,000 צורות הגבישים המחזוריים הרגילים הידועים עד 2004.יתרה מכך, דן שכטמן קיבל את פרס נובל על גילוי קוואזי-גבישים.
מהם הדמיון בין גבישים וקוואזי-גבישים?
- קריסטלים וקוואזי-גבישים הם סוגים של חומר גבישי.
- הם מציגים דפוס בדיד בדיפרקציה של קרני רנטגן.
- שניהם מסוגלים ליצור צורות עם פנים חלקות ושטוחות.
מה ההבדל בין גבישים וקוואזי-גבישים?
המונחים קריסטלים וקוואזי-גבישים שימושיים בתחום הקריסטלוגרפיה. ישנם הבדלים ביניהם, כמו גם כמה קווי דמיון בין מונחים אלה. ההבדל העיקרי בין גבישים וקוואזי-גבישים הוא שלגבישים יש מבנה מסודר שהוא גם תקופתי, בעוד שלקוואזי-גבישים יש גם מבנה מסודר שאינו תקופתי לחלוטין.
האינפוגרפיקה שלהלן מפרטת את ההבדלים בין גבישים וקוואזי-גבישים בצורת טבלה להשוואה זה לצד זה.
סיכום – קריסטלים לעומת קוואזי-קריסטלים
קוואזיקריסטלים הם סוג של גבישים. הם שונים מגבישים רגילים לפי המבנה הכימי שלהם. ההבדל העיקרי בין גבישים וקוואזי-גבישים הוא שלגבישים יש מבנה מסודר שהוא גם תקופתי, בעוד שלקוואזי-גבישים יש גם מבנה מסודר שאינו תקופתי לחלוטין.
