Billur (Kristal) ve Kristal Örgü

8 Aralık 2014 tarihinde tarafından eklendi.
  • Kristal dendiğinde; elmas, safir, zümrüt, yakut gibi değerli taşlar anlaşılır. Ancak kristal kavramı aslında daha geneldir ve grafit, kuartz, ametit, tuz gibi maddeler de birer kristaldirler.
  • Kristal yapı; maddenin yapısını karakterize eder ve modern bilim kristal yapının katı halin temelini oluşturduğunu ortaya koymuştur. Bir sıvı veya bir gazda; atomlar arası uzaklıklar değişir.
    Atomlar birbirlerine göre her zaman aynı yeri işgal etmezler. Bir kristalde ise durum farklıdır; atomların birbirlerine göre karşılıklı durumları sabittir. Bu atomlar üç eksen sistemine göre düzgün bir biçimde dağılarak, üç boyutlu bir “örgü” oluştururlar.
  • En basit elementel motif; örgünün “elementel kristalidir’‘. Bir küptür ve benzer küpler yığılarak basit kübik örgü oluşturulur. Bu küplerin tepe noktalan örgünün “düğüm”leridir. Bu düğümlere kristalin atomları yerleşmiştir; atomlar şekli bozulmayan, sabit küçük toplara benzetilebilir. Bu atomların tümü benzer kabul edilerek; örgünün simetrik elementler içerdiği görülür; örgü 90° veya 180o,lik dönmeler ile A atomunun B atomuna erişmesiyle değişmeden kalır. Küpün bir yüzüne dik olan ve merkezinden geçen XX’ ekseni, örgünün simetrisinin bir elementidir.billur
  • Daha komplike , kristal yapıları da algılanabilir. Mesela merkezde fazladan bir atomun bulunduğu, (gövdesi merkezli) veya her yüzün merkezinde bir atom bulunduğu (yüzü merkezli) (bakır durumunda olduğu gibi) kristal yapılan mevcuttur. Daha sonra da çok yüzlünün ara kesitlerinin uzunlukları değiştirilebilir, bu dununda açılar artık dik açı değildir. Bu yapı; kristallerin önemli bir yapı şeklidir.
  • Bir kristalin üç boyutlu örgüde dağılmış atomları sayesinde, bu örgüyü kesen eşit uzaklıklı, paralel düzlem aileleri oluşturulabilir. Bu sonsuz sayıda gerçekleştirilebilir. Retiküler (ağ) düzlemlerden söz edilir. Retiküler düzlemde kristalin bütün atomları yerini bulur.
  • Bu düzlemler ışıkların kristaller tarafından kırınıma uğramalarında çok önemli rol oynarlar. Radyografide kullanılan X ışınları, boylan (titreşim genlikleri) ışığınkinden daha küçük olan ışık dalgalandır. X ışınlarının boylan kristal atomları arasındaki uzaklık düzeyindedir. Bir kristal üzerine çok ince X ışını demeti yollandığında ve kristal arkasına fotoğraf plakası yerleştirildiğinde, bu tabaka X ışınlarından tamamen etkilenmemiştir, çünkü X ışınları retiküler düzlemler tarafından kırınıma uğramıştır. Kristalin X ışınlarını kırdığı ortaya çıkar.
  • Kristal yapının bu düzenli hali tamamen bozulabilir. Önce kristal hatalarından söz edilir; bir atom eksik veya başka bir elementin atomu tarafından işgal edilmiş olabilir veya atomlardan biri kristalin elementel motiflerinden birine kötü yerleşmiş olabilir. Bir kristali sınırlayan yüzeylerin her zaman retiküler bir düzlem ile birleşmediğini belirtmemiz gerekir. Bu hatalar kristalin temel özelliklerini etkilemez.
  • İkinci olarak.yaklaşık olarak bir örgünün atomları değişmez kabul edilir: Atomlar teorikpozisyonları ile aynı zamanda olan moyen pozisyonları etrafında titreşirler; ayrıca bir çekirdekten ve çekirdek etrafında az veya çok uzaklıklarda dönen elektronlardan oluşmuşlardır. Tuz gibi bileşik cisim “kristallerinde, klor ve sodyum atomları ard arda gelen pozisyonları işgal ederler.
  • Bir atom içinde, elektronlar az veya çok derin tabakalara yayılmışlardır; yani bu tabakalar çekirdeğe az veya çok yakındır; çekirdeğe en zayıf bağlanan elektronlar valeus (değerlik) elektronlarıdır, valeus elektronlarından geriye kalan atom da iyon olarak adlandırılır. Kristal örgü element motifinde söz konusu olan iyonlardır. Valeus elektronları atomların bir molekül oluşturmak üzere birleşmelerini sağlarlar ve bir kristalde bunlar serbest olarak hareket edip, belli bir atoma bağlı değildirler. Bunların yerelleştirilmesi mümkün değildir; bu atomların yerleri sadece olası olarak belirlenebilir. İletken ve yan-iletken gibi farklı kristallerin elektrik özelliklerinin incelenmesinde önemli bir rol oynarlar.
  • Kristal hatalarının bilim adamlarına, metal ve alaşımların davranışlarının incelenmesinde çok büyük yardımları olur. Sertleştirme amacıyla dövme, çeliğe su verme gibi metalürjik fenomenlerde, iletkenlik veya dövülünce uzama özellikleri kristal yapı hakkında önceden bilgi sahibi olunulmasını sağlarlar. Ve bu kristal hataları transisferler gibi yan-iletken kristallerin üretiminde bir teknik gereç oluştururlar.kristal
  • Kimya endüstrisi günümüzde kristal üretiminde bazı durumlarda kristalin doğasını değiştirmeyi başarmıştır. Amonyum klorür çözeltisi ihtiva eden bir mikroskobun incelenecek maddenin konduğu lamına su püskürtüldüğünde çözelti damlacıkları çok hızlı olarak 12 yüzlü bir çokgen şekline dönüşen ağaç şeklinde bir kristal yapı oluştururlar. Kristali oluşturacak tuzlar ihtiva eden çözeltilerin buharlaştırılması veya çok yüksek basınçlar veyahut da aranan ”kristal” yapının bileşenlerinin temperatürü yükseltilerek bir kristalin artışı sağlanabilmektedir. Atmosfer basıncının 10 milyon katma eşit bir basınçla grafit, elmasa dönüştürülebilmektedir. Ve günlük yaşayışımızda da bu tekniklerin getirdiği yararlan, bilmeden de olsa kullanmaktayız; bir tungsten lambanın flamanı, piezoelektrik hücreler (plakları okuyan) transistörleri oluşturan germanyum ve silisyum.
  • Kristalizasyon; kimyasal üretimde çok önemli bir yer tutar. Örnek olarak optikte kullanılan bazı kristalleri sayabiliriz; ultraviyole ve enfraruj alanda, alkali halojenürlere kimyasal yapı sayesinde 30 cm. kenar uzunluklu küp şekilleri verilebilir.
  • Sıvı kristallerin de bulunduğunu belirtmemiz gerekir. Bir kristal verilen bir sıcaklığa ısıtıldığında, kristal yapının kaybolduğu bir sıvı elde edilir. Oysa tabiatta, bir anda erimeyen maddeler de mevcuttur: Bu maddeler katı halden sıvı hale doğrudan geçmezler. Ara geçiş hali sıvı kristaller adını alan hamurumsu bir hâldir. Bu özellikle kolesterik kristallerde gözlenir. Bu kristallerin optik özellikleri şaşırtıcıdır: Bir elektrik alan altında renk değiştirebilir, hatta mat hale (kristalize ile amorf arası durumdaki kristaller)gelebilirler; sadece birkaç derecelik sıcaklık değişimlerinde bu kristaller gök kuşağının tüm renklerini sergilerler. İbresiz saatler, donuklaştırılmış camlar, sıvı kristaller üzerine yapılan çalışmalara birkaç örnektir.

Etiketler:

Yorumlar

Henüz yorum yapılmamış.