क्रिस्टलीय ठोस: संरचना, गुण, प्रकार, उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

क्रिस्टलीय ठोस जिनकी सूक्ष्म संरचनाओं छाँटे गए और एक विशेष जाली के लिए एक विशिष्ट पैटर्न का पालन कर रहे हैं कर रहे हैं; उदाहरण के लिए: क्यूबिक, हेक्सागोनल, ट्राइक्लिनिक, रॉमोबेह्राल, अन्य।

कहा जाता है कि ये ठोस क्रिस्टल के रूप में मौजूद हैं, जो कि पहलुओं और ज्यामितीय डिजाइनों को प्रदर्शित करते हैं जो दर्शाते हैं कि वे अंदर से कितने व्यवस्थित हैं। क्रिस्टलीय ठोस पदार्थों के अन्य उदाहरण हीरे, क्वार्ट्ज, एन्थ्रेसीन, सूखी बर्फ, पोटेशियम क्लोराइड या मैग्नीशियम ऑक्साइड हैं।

ब्राउन शुगर की एक क्रिस्टल स्पष्ट पट्टी। स्रोत: पिक्साबे

क्रिस्टलीय ठोस पदार्थों की एक प्रसिद्ध जोड़ी चीनी और नमक (NaCl) है। पहली नज़र में, दोनों सफेद क्रिस्टल दिखाते हैं; लेकिन उनके गुण बहुत भिन्न होते हैं। चीनी एक आणविक क्रिस्टलीय ठोस है, जबकि नमक एक आयनिक क्रिस्टलीय ठोस है। पहला सुक्रोज अणुओं से बना है; और दूसरा, Na ⁺ और Cl ^- आयनों का ।

ऊपर की छवि इस बात की झलक देती है कि चीनी के क्रिस्टल कितने चमकीले हो सकते हैं। हालांकि, नमक क्रिस्टल बहुत पीछे नहीं हैं। यद्यपि चीनी और नमक भाइयों की तरह लगते हैं, उनकी संरचनाएं अलग-अलग हैं: चीनी, जो सुक्रोज है, एक मोनोक्लिनिक संरचना है; जबकि नमक, एक घन संरचना।

सोडियम क्लोराइड की क्रिस्टल संरचना, NaCl

पाउडर चीनी और नमक (टुकड़े) क्रिस्टल स्पष्ट रहते हैं; इसकी क्रिस्टल केवल हमारी आँखों के लिए बहुत छोटी है। एक ठोस की क्रिस्टलीयता, इसलिए इसकी बाहरी संरचना या इसकी चमक की तुलना में इसकी आंतरिक संरचना से अधिक परिभाषित की जाती है।

क्रिस्टलीय ठोस की संरचना

क्रिस्टलीय ठोस पदार्थों की क्रमबद्ध संरचना। स्रोत: गेब्रियल बोलिवर

क्रिस्टलीय ठोस ने संरचनाओं का आदेश दिया है। उनकी ज्यामितीय विशेषताएं क्रिस्टलीय जाली के प्रकार पर निर्भर करती हैं जिससे वे संबंधित हैं, जो बदले में क्रिस्टल आकार (क्रिस्टलीय प्रणाली) में बाह्य रूप से अनुमानित है। शीर्ष छवि ऐसी संरचनाओं की दो महत्वपूर्ण अवधारणाओं को दर्शाती है: आवधिकता और क्रिस्टलीय अनाज।

एक क्रिस्टलीय ठोस के कणों का स्थानिक क्रमिक आवधिक है; अर्थात्, यह सभी दिशाओं में अपने आप को दोहराता है। यह प्रत्येक ठोस और क्रिस्टल जाली के लिए अपना स्वयं का संरचनात्मक पैटर्न बनाता है; उदाहरण के लिए, यह वह जगह है जहां नमक और चीनी अपने रासायनिक प्रकृति से परे अंतर करना शुरू करते हैं।

A में rhombuses को एक बड़े rhombus को जन्म देने के लिए व्यवस्थित किया जाता है। प्रत्येक बैंगनी rhombus एक कण या कणों (परमाणुओं, आयनों या अणुओं) के एक समूह का प्रतिनिधित्व करता है। इस प्रकार, ए के एक मैक्रोस्कोपिक क्रिस्टल से एक रॉमोब्हेड्रल उपस्थिति की उम्मीद की जा सकती है।

इस बीच, बी में rhombuses इस तरह से व्यवस्थित होते हैं कि वे क्रिस्टलीय अनाज उत्पन्न करते हैं; ये बहुत छोटे क्रिस्टल (क्रिस्टलीय) होते हैं। बी को तब पॉलीक्रिस्टलाइन ठोस कहा जाता है; अर्थात्, यह कई क्रिस्टलों के समूह द्वारा बनता है।

अंत में, एक ठोस केवल क्रिस्टलीय (ए), या पॉलीक्रिस्टलाइन (बी) हो सकता है; एक रूप क्रिस्टल, जबकि बी पॉलीक्रिस्टल।

गुण

क्रिस्टलीय ठोस के गुण उनके क्रिस्टल के प्रकार पर निर्भर करते हैं। यह पहले से ही ज्ञात है कि उनकी संरचनाएं व्यवस्थित हैं, और वे उज्ज्वल विशेषताओं को प्रस्तुत करते हैं जो खनिजों के प्रेमियों के साथ प्यार करते हैं। हालांकि, यह उल्लेख किया गया था कि एक पाउडर ठोस, यहां तक ​​कि "बंद" भी क्रिस्टलीय के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

जिस तरह से उनके कण स्थानिक रूप से उन्मुख होते हैं, उन्हें उनके लक्षण वर्णन के लिए कुछ महत्वपूर्ण गुण हैं। उदाहरण के लिए, क्रिस्टलीय ठोस पदार्थ एक्स-रे के विवर्तन में सक्षम होते हैं, जिससे विवर्तन स्पेक्ट्रा का निर्माण होता है जिससे क्रिस्टल की सूक्ष्म संरचना निर्धारित की जा सकती है।

इसके अलावा, क्योंकि संरचना आवधिक है, पूरे ठोस में गर्मी समान रूप से फैलती है; जब तक कोई अशुद्धियाँ शामिल न हों। इस प्रकार, एक क्रिस्टलीय ठोस के लिए पिघलने बिंदु स्थिर होते हैं, और कोई फर्क नहीं पड़ता कि वे कैसे मापा जाता है।

क्रिस्टलीय ठोस के प्रकार

क्रिस्टलीय ठोस के प्रकार इस बात पर आधारित होते हैं कि वे किस प्रकार के कणों से बने होते हैं और उनकी परस्पर क्रिया या बंधन क्या हैं। अनिवार्य रूप से चार प्रकार हैं: आयनिक, धातु, आणविक और सहसंयोजक नेटवर्क।

जब वे अशुद्धियों की एक निश्चित डिग्री पेश करते हैं, तब भी वे क्रिस्टलीय बने रहते हैं, भले ही उनके गुण प्रभावित होते हैं और वे शुद्ध ठोस के लिए अपेक्षित समान मान नहीं दिखाते हैं।

Ionics

नमक एक आयनिक क्रिस्टलीय ठोस का एक उदाहरण है, क्योंकि यह Na ⁺ और Cl ^- आयनों से बना है । इसलिए, इस प्रकार के ठोस में आयनिक बंधन नियंत्रित होता है: यह इलेक्ट्रोस्टैटिक बल है जो संरचनात्मक आदेश को नियंत्रित करता है।

धातु का

सभी धात्विक परमाणु धात्विक क्रिस्टल बनाते हैं। इसका मतलब है कि, उदाहरण के लिए, एक चांदी का कांटा फ्यूज्ड सिल्वर क्रिस्टल का एक समूह है। आंतरिक या सूक्ष्म संरचना वस्तु के प्रत्येक इंच में समान होती है, और कांटे के हैंडल से उसके दांतों की नोक तक अपरिवर्तित रहती है।

आणविक

चीनी एक आणविक क्रिस्टलीय ठोस का एक उदाहरण है, क्योंकि यह सुक्रोज अणुओं से बना है। इसलिए, इस प्रकार के ठोस अणुओं से बने होते हैं, जो कि उनके अंतर-आणविक इंटरैक्शन (और सहसंयोजक बंधन नहीं) के माध्यम से एक आदेशित संरचना को स्थापित करने का प्रबंधन करते हैं।

सहसंयोजक नेटवर्क

अंत में, हमारे पास सहसंयोजक नेटवर्क के क्रिस्टलीय ठोस पदार्थ हैं। सहसंयोजक बंधन उनमें प्रबल होते हैं, क्योंकि वे एक आदेश की स्थापना के लिए जिम्मेदार होते हैं और परमाणुओं को उनके संबंधित स्थानिक स्थितियों में दृढ़ता से तय करते हैं। हम आयनों, परमाणुओं या अणुओं की नहीं, बल्कि त्रि-आयामी नेटवर्क की बात करते हैं।

उदाहरण

अगले, और अंत में, कुछ उदाहरणों को क्रिस्टलीय ठोस के प्रत्येक प्रकार के लिए उद्धृत किया जाएगा।

Ionics

सभी लवण आयनिक ठोस होते हैं। इसी तरह, सल्फाइड्स, हाइड्रॉक्साइड्स, ऑक्साइड्स, हलाइड्स, और अन्य यौगिक भी हैं जो आयनों से बने होते हैं, या उनके इंटरैक्शन अनिवार्य रूप से आयनिक होते हैं। तो हमारे पास:

-KCl

-केस _४

-बा (ओएच) _२

-आधार ₄

-फल _३

-न ₂ एस

-MgO

-कैफ _२

-नाहको _३

- (एनएच ₄) ₂ सीआरओ ₄

इन उदाहरणों के अलावा, अधिकांश खनिजों को आयनिक क्रिस्टलीय ठोस माना जाता है।

धातु का

कोई भी धात्विक तत्व प्राकृतिक रूप से धात्विक क्रिस्टल के रूप में होता है। उनमें से कुछ हैं:

-तांबा

लौह

-Aluminum

-Chrome

-मेटल हाइड्रोजन (अकल्पनीय दबाव में)

-Tungsten

-Zirconium

-Titanium

मैग्नीशियम

-Sodium

आणविक

आणविक क्रिस्टलीय ठोस पदार्थों की एक महान विविधता है। वस्तुतः कोई भी कार्बनिक यौगिक जो जमता है तो क्रिस्टलों की स्थापना होगी यदि इसकी शुद्धता अधिक है, या यदि इसकी संरचना बहुत जटिल नहीं है। तो हमारे पास:

-Ice (H ₂ O)

-ड्री आइस (CO ₂)

-I ₂

—प _४

-S ₈ (और इसके बहुरूपिए)

-Anthracene

-सॉलिड ऑक्सीजन

-सॉलिड अमोनिया

-Phenolphthalein

-बेंज़ोइक अम्ल

सहसंयोजक नेटवर्क

और अंत में, सहसंयोजक नेटवर्क के कुछ क्रिस्टलीय ठोस पदार्थों के बीच:

-Diamond

-Graphite

-कार्बन नैनोट्यूब

-Fullerenos

-Quartz

-Silicon

-Germanium

-बोरोन नाइट्राइड

इस सूची से, कार्बन नैनोट्यूब और फुलरीन को आणविक क्रिस्टलीय ठोस भी माना जा सकता है। इसका कारण यह है, हालांकि वे सहसंयोजक बंधुआ कार्बन परमाणुओं से मिलकर बने होते हैं, वे ऐसी इकाइयों को परिभाषित करते हैं जिन्हें मैक्रोलेक्युलस (सॉकर बॉल और ट्यूब) के रूप में देखा जा सकता है।

संदर्भ

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