Kristallin vs. Polykristallin
Obwohl wir Festkörper als kristallin oder amorph definieren, gibt es in der Natur nur wenige Beispiele für diese reinen Formen. Meistens werden sie miteinander vermischt oder bilden Variationen. Polykristallin ist eine solche Variante der kristallinen Festkörper. Hier gehen wir im Detail auf die Unterschiede zwischen kristallin und polykristallin ein.
Kristallin
Kristall kann ein Kristall sein, aus 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, haben also eine Fernordnung. In kristallinen Festkörpern gibt es ein regelmäßiges, sich wiederholendes Muster; somit können wir eine sich wiederholende Einheit identifizieren. Per Definition „ist ein Kristall eine homogene chemische Verbindung mit einer regelmäßigen und periodischen Anordnung von Atomen. Beispiele sind Halit, Salz (NaCl) und Quarz (SiO2). Aber Kristalle sind nicht auf Mineralien beschränkt: Sie umfassen die meisten festen Stoffe wie Zucker, Zellulose, Metalle, Knochen und sogar DNA.“1 Kristalle kommen in der Natur als große kristalline Felsen auf der Erde vor, wie Quarz, Granit. Kristalle werden auch von lebenden Organismen gebildet. Calcit wird zum Beispiel von Mollusken produziert. Es gibt Kristalle auf Wasserbasis in Form von Schnee, Eis oder Gletschern. Kristalle können nach ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften kategorisiert werden. Sie sind kovalente Kristalle (z. B. Diamant), Metallkristalle (z. B. Pyrit), Ionenkristalle (z. B. Natriumchlorid) und Molekülkristalle (z. B. Zucker). Kristalle können verschiedene Formen und Farben haben. Kristalle haben einen ästhetischen Wert und es wird angenommen, dass sie heilende Eigenschaften haben; Daher verwenden die Menschen sie, um Schmuck herzustellen.
Abgesehen davon, dass sie ein Kristall sind, können einige Festkörper einem Kristall ähneln, indem sie einige seiner Eigenschaften annehmen. Diese können zum Beispiel glitzernd, 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 durch hochdefekte Grenzen begrenzt. Die Kristalle in einem polykristallinen Festkörper sind mikroskopisch klein und werden als Kristallite bezeichnet. Diese werden auch als Körner bezeichnet. Es gibt Festkörper, die wie Edelsteine aus einem einzigen Kristall bestehen, Silizium-Einkristalle. Diese kommen jedoch in der Natur sehr selten vor. Festkörper sind meist polykristallin. In einer solchen Struktur wird eine Anzahl von Einkristallen durch eine Schicht aus amorphen Festkörpern zusammengeh alten. Amorpher Feststoff ist ein Feststoff, dem eine kristalline Struktur fehlt. Das heißt, es gibt keine langreichweitige geordnete Anordnung von Atomen, Molekülen oder Ionen innerhalb der Struktur. Daher wurde in einer polykristallinen Struktur die Fernordnung gestört. Beispielsweise sind alle Metalle und Keramiken polykristallin. Bei diesen sind die Reihenfolge und die Ausrichtung sehr zufällig. Sie kann aus der Art des Wachstums des polykristallinen Feststoffs oder aus den Verarbeitungsbedingungen ermittelt werden.
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Was ist der Unterschied zwischen kristallin und polykristallin? • Polykristalline Feststoffe bestehen aus vielen kristallinen Feststoffen. • Kristalline Festkörper oder Kristalle haben geordnete Strukturen und Symmetrie, aber in einer polykristallinen Struktur ist die Fernordnung gestört. • Die kristalline Struktur ist einheitlich und hat keine Grenzen, aber die polykristalline Struktur unterscheidet sich davon. Es hat keine durchgehende Struktur und Grenzen zwischen den Körnern. • Eine kristalline Struktur ist schwer herzustellen und im Gegensatz zu einer polykristallinen Struktur selten in der Natur. |
1 Wenk, H. R., Bulakh A., „Minerals: their Constitution and Origin“, University Press, Cambridge, 2004
