Mikä on kiteinen kiinteä aine?

Kiteinen kiinteä aine on eräänlainen aine, jonka atomit, ionit tai molekyylit on järjestetty säännölliseen, kolmiulotteiseen toistuvaan kuvioon, jota kutsutaan hilaksi. Kun sen komponenttiyksiköt on järjestetty tällä tavalla, saadaan kiteiselle kiinteälle aineelle tiettyjä fysikaalisia ominaisuuksia, jotka voivat vaihdella kuvion mukaan. Kaikki kiteet jakautuvat yhteen seitsemästä mahdollisesta perusmuodosta. Joillakin näistä muodoista on useampi kuin yksi mahdollinen hilakuvio, joita on yhteensä 14.

Kiteisen kiinteän hilan yksiköt, olivatpa ne sitten atomeja, ioneja tai molekyylejä, ovat sitoutuneet toisiinsa, jolloin kiinteälle aineelle tulee vahva rakenne. Tämä säännöllinen kehys tekee kiteistä erityisen puristuskestäviä. Ne voivat tietysti murtua tai murskata riittävällä voimalla, mutta niiden puristaminen on erittäin vaikeaa. Jotkut sidokset ovat vahvempia kuin toiset, mutta kaikilla kiteillä on tämä ominaisuus jossain määrin. Kiteen hila koostuu yksiköistä, joita kutsutaan soluiksi, hilan pienimmistä toistuvista yksiköistä.

Säännöllinen ristikkokehys antaa joillekin kiteille valtavan lujuuden. Timantti, joka tunnetaan kovimmin luonnossa esiintyvänä aineena, saa kovuutensa sen vuoksi, että sen rakenteen muodostavat hiiliatomit sopivat yhteen sen kidehilaan. Muita tavallisia kiteisiä kiintoaineita ovat sokeri, kivisuola ja jotkut hiekkajyvät, kuten kvartsi. Kiteisiä kiintoaineita esiintyy luonnossa monenlaisten jalokivien ja mineraalien muodossa ja jopa joidenkin orgaanisten materiaalien muodossa.

Kiteet jakautuvat seitsemään perusmuotoon. Näitä muotoja esiintyy luonnossa harvoin täydellisessä geometrisessa muodossa, mutta tietyn aineen kiteet muodostavat aina sille ominaisen muodon tai useamman kuin yhden komposiitin. Kolme kristallin perusmuodosta ovat säännöllisiä, kuutiollisia tai suorakulmaisia ​​suorakulmaisia ​​kiintoaineita. Neljäs muoto on kuusikulmainen kiinteä aine, ja muut kolme ovat kaikki suorakulmaisia ​​kiinteitä aineita, joiden reunat kohtaavat muissa kulmissa kuin yhdeksänkymmentä astetta. Jotkut aineet voivat muodostaa komposiittikiteitä, mutta kaikki ovat yhdistelmiä seitsemästä kristallin perusmuodosta.

Peruskiteiden sisällä on mahdollista 14 erilaista hilaa. Hilat viittaavat tiettyyn tapaan, jolla atomit, ionit tai molekyylit on järjestetty kiteeseen, ristikkotyyppi vaikuttaa kiteen muotoon. Nämä ristikot auttavat myös määrittämään kiteen fysikaaliset ominaisuudet, kuten kuinka kide rikkoutuu, jos se osuu, miten se taittuu tai taipuu, sen läpi kulkeva valo ja sen sulamispiste.