ما هي كيمياء البلورات

1 إجابة واحدة
طبيبة

نجد أن للبلورات دور مهم في حياتنا اليومية, لنبدأ من البلورات التي تعد إحدى المكونات الأساسية للقشرة الأرضية التي تسند أقدامنا يوميا, منها إلى الحلي والمجوهرات, و إلى ملح الطعام الذي لا تكمل أي وجبة من دونه, وحتى المشروبات التي تروي عطشنا بالإضافة إلى السكر والمعادن وحبيبات الثلج والفلزات المعدنية مثل الحديد والنحاس والفضة وغيرها, لذلك شكرا عزيزي القارئ لطرحك هذا السؤال القيم.

البلورات هي مواد صلبة متجانسة تنتظم ذراتها وجزيئاتها وأيوناتها ضمن بنية مجهرية مرتبة للغاية وبنموذج متكرر مما يشكل شبكة بلورية تمتد في جميع الاتجاهات, للبلورة بنية داخلية منظمة حيث يمكن أن نتصور أن البلورة الكبيرة مكونة من خلايا بلورية صغيرة متماثلة متراصة بجانب بعضها البعض.

يتم تصنيف البلورات من خلال شكلها الهندسي, فمن البلورات ما هو مكعب الشكل بالتالي نقول أن هذه البلورة تنتمي إلى نظام بلوري مكعب, ومنها ما هو مستطيل الشكل وهي تنتمي إلى نظام بلوري رباعي, البنية الخارجية للبلورة عبارة عن وجوه مسطحة ذات اتجاهات محددة ومميزة حيث يطلق على كل سطح اسم وجه بلوري.

العملية التي تتشكل البلورات من خلالها تعرف باسم عملية التبلور, وهي عملية تحدث أمام أعيننا عند تبخر ماء البحر و تبخر المحاليل المشبعة كما في تشكل بلورات اليود الصغيرة على جدران الأنبوب عند تبريده, و عندما يبرد مصهور, أو عندما يتكثف غاز ويتحول إلى الشكل الصلب مباشرة, تتنوع الأمثلة عند الحديث عن تشكل البلورات منها الشكل الأبسط كتشكل الجليد من الماء وإلى الأعقد منه تشكل الصخور الاندفاعية النارية المتبلورة كالكرانيت.

تتكون البلورات في الطبيعة عندما تنخفض درجة حرارة السوائل عن نقطة الانصهار بمعدل بطيء فتبدأ بالتصلب عندها. تنخفض حركة الذرات و تترابط مع بعضها البعض محاولة الحفاظ على الشكل المستقر ثم تتراص على هيئة شبكة بلورية ثلاثية الأبعاد ومن خلال تكرار هذه العملية تتشكل البلورات حيث أن أساس البناء البلوري هو التكرار.

تبدأ عملية التبلور من مركز متبلور صغير, تكبر مع انخفاض درجة الحرارة تحت نقطة الانصهار, وبعد مرور وقت على بدء هذه العملية تتشكل بلورة عيانية وتسمى عندها بلورة مفردة وبهذه الطريقة تتشكل مجموعة من البلورات القيمة كالألماس والزمرد والياقوت, أما في حال نشأت عدة مراكز متبلورة في ذات الوقت وتلاحمت عندها يطلق عليها اسم عديدات البلورات وهذا يعتمد على سرعة انخفاض درجة الحرارة.

تنقسم البلورات ضمن سبعة أقسام تعرف باسم الفصائل البلورية, ويمكن التعرف عليها على أساس المحاور التماثلية الموجودة في كل منها:

فصيلة المكعب: تشمل جميع البلورات التي تحتوي أربعة محاور ثلاثية التماثل.

فصيلة السداسي: تشمل البلورات ذات المحور الوحيد سداسي التماثل.

فصيلة الرباعي: تشمل البلورات ذات المحور الوحيد رباعي التماثل

فصيلة الثلاثي: تشمل البلورات ذات المحور الوحيد ثلاثي التماثل.

فصيلة المعيني القائم: تشمل البلورات التي تحتوي على ثلاث محاور ثنائية التماثل.

فصيلة الميل الواحد: تشمل البلورات ذات المحور الوحيد ثنائي التماثل.

فصيلة الميول الثلاثة: بلوراتها لا تحتوي أي محاور تماثلية.

يأخذ تشكل الزجاج ذات السبيل من حيث المنشأ لكن مع وجود فرق وحيد وهو انخفاض درجة الحرارة بشكل أسرع وبالتالي الشكل النهائي للزجاج يصنف على أنه مادة لا بلورية, حيث أن الفرق بين المادة المتبلورة وغير المتبلورة يكمن في التركيب الداخلي فإذا كانت الذرات مرتبة في نظام معين فالمادة متبلورة, وعند غياب تنظيم التركيب الداخلي فتعتبر المادة غير متبلورة . قديما كان يصعب التفريق بينهما عند غياب الأوجه البلورية, ولكن حديثا ساعدنا كل من الميكروسكوب أو الأشعة السينية على القيام بذلك.

لا تحقق البلورات خاصية الثبات عندما تتغير العوامل المحيطة بها كالتغيرات الحرارية وتغيرات الضغط, فمثلا الكربون يكون على شكل غرافيت أي يكون متبلور ضمن نظام بلوري سداسي عند درجة الحرارة العادية, بينما يتحول إلى ألماس “نظام بلوري مكعب” عند تطبيق درجة حرارة مرتفعة وضغط مرتفع.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هي كيمياء البلورات"؟