מבנה אטומי לעומת מבנה קריסטל
במאמר זה, ההתמקדות העיקרית היא בסידור הפנימי של אטום וקריסטל. מה שאנו רואים מבחוץ הוא תוצאה של סידור פנימי של אטומים או מולקולות. לפעמים, המבט החיצוני עשוי להיות שונה מהמבנה הפנימי; אבל הם לא לגמרי עצמאיים זה מזה.
מבנה אטומי
אטומים הם אבני הבניין הקטנות של כל החומרים הקיימים. הם כל כך זעירים שאנחנו אפילו לא יכולים להתבונן בעין בלתי מזוינת. בדרך כלל, אטומים נמצאים בטווח אנגסטרום. עם גילוי החלקיקים התת-אטומיים, השאלה הבאה של מדענים הייתה למצוא כיצד הם מסודרים באטום.בשנת 1904, תומפסון הציג את מודל פודינג השזיפים כדי להסביר את המבנה האטומי. זה אמר שאלקטרונים מפוזרים בכדור שבו יש גם מטענים חיוביים מפוזרים כדי לנטרל את המטענים השליליים. פיזור האלקטרונים הוא כמו פיזור של שזיפים בפודינג, ומכאן קיבל את השם "מודל פודינג שזיפים". מאוחר יותר ערך ארנסט רתרפורד ניסוי שהוביל למציאת פרטים מדויקים יותר על המבנה האטומי. הם ירו חלקיקי אלפא לרדיד זהב דק וגילו את הנתונים הבאים.
• רוב חלקיקי האלפא עברו דרך נייר הכסף.
• מעטים מהחלקיקים הוסטו.
• חלק מחלקיקי האלפא חזרו ישירות.
תצפיות אלו עזרו להם להגיע למסקנות הבאות.
• חלקיקי אלפא טעונים חיובית. רובם עברו דרך נייר הכסף, כלומר יש הרבה מקומות פנויים בפנים.
• חלקם הוסטו מכיוון שהם עברו ליד מטען חיובי אחר. אבל מספר ההסטות נמוך מאוד, כלומר הטעונים החיוביים מרוכזים בכמה נקודות. והמקום הזה נקרא בשם הגרעין.
• כאשר חלקיק האלפא נתקל ישירות בגרעין הוא קופץ בחזרה ישירות.
עם ממצאי הניסוי הנ ל ובהתבסס על ניסויים רבים אחרים מאוחרים יותר, תואר המבנה האטומי. האטום מורכב מגרעין, שיש בו פרוטונים וניוטרונים. מלבד נויטרונים ופוזיטרונים ישנם חלקיקים תת-אטומיים קטנים אחרים בגרעין. ויש אלקטרונים שמסתובבים סביב הגרעין באורביטלים. רוב החלל באטום ריק. כוחות המשיכה בין הגרעין הטעון חיובי (מטען חיובי עקב פרוטונים) לבין האלקטרונים הטעונים שלילי שומרים על צורת האטום.
מבנה גביש
מבנה הגביש הוא האופן שבו האטומים או המולקולות מסודרים בגביש. יש לזה סידור תלת מימדי בחלל. בדרך כלל, בגביש, יש סידור חוזר של אטומים או מולקולות מסוימות. אחת מהיחידות החוזרות של גביש נקראת "תא יחידה". בגלל הסידור החוזר הזה, יש תבנית וסדר טווח ארוך בגביש.מבנה הגביש קבע רבות מתכונותיו הפיזיקליות והכימיות כגון מבנה הרצועה האלקטרונית, מחשוף, שקיפות וכו'. קיימות שבע מערכות סריג גבישי, אשר מסווגות לפי צורתן. הם מעוקבים, טטראגונליים, אורתורהומביים, משושה, טריגונליים, טריקליניים ומונוקליניים. על פי המאפיינים גם גבישים יכולים להיות מסווגים כגבישים קוולנטיים, מתכתיים, יוניים ומולקולריים.
מה ההבדל בין מבנה אטומי למבנה גביש?
• המבנה האטומי נותן מושג לגבי צורתו של אטום וכיצד מסודרים החלקיקים התת-אטומיים באטום. מבנה הגביש מספר על איך האטומים או המולקולות מסודרים במוצק גבישי או בנוזל.
• המבנה האטומי הכולל משותף לכל האטומים מלבד מספר החלקיקים התת-אטומיים. אבל יש מספר רב של וריאציות של מבנה הגביש.
