Kristalroosters
Voor een beschrijving van kristalroosters komt de ruimtelijke meetkunde van pas. Geometrisch blijken er zeven hoofdtypen kristalroosters te bestaan, meer niet. Daarvan is het kubische kristalrooster het regelmatigst en het meest bekend: de kleinste deeltjes vormen een kubisch patroon, ze nemen als het ware de hoekpunten van een kubus in.
In de kristallografie, een specialisatie van de chemie, onderzoeken we de ruimtelijke structuur van vaste stoffen. De zeven hoofdtypen kristalroosters hebben mooie namen: kubisch, hexagonaal, trigonaal, tetragonaal, rhombisch, monoklien en triklien. In deze volgorde neemt de mate van symmetrie af.
Het patroon dat de moleculen vormen is ook op macroscopisch niveau zichtbaar: kristallen hebben de geometrie van het kristalrooster van de moleculen. Vormen de moleculen een kubisch kristalrooster, dan hebben de kristallen ook een kubische vorm.
(Het werkelijke onderzoek ging omgekeerd. De regelmatige patronen van veel kristallen brachten natuurwetenschappers op het idee dat de bouwstenen van vaste stoffen in overeenkomstige 'kristalroosters' aan elkaar vast zaten.)
Wanneer je korreltjes suiker of zout onder een loep bekijkt, is goed te zien dat ze een bepaalde vorm hebben. Aan de meeste vaste stoffen is dat niet zo goed te zien. Dat komt doordat de meeste vaste stoffen op aarde niet netjes molecuul voor molecuul zijn ontstaan. Mooi gevormde kristallen zijn dan ook objecten voor verzamelaars.
De aard van de binding is in belangrijke mate bepalend voor de eigenschappen van de stof, dus voor de soort stof.
Een belangrijke aanwijzing over de bouw van een stof is het elektrisch geleidingsvermogen. Als een stof elektrische stroom geleidt, moeten er in die stof geladen deeltjes aanwezig zijn die zich vrij kunnen bewegen: vrije elektronen of ionen.
Soort stof
|
Kristalrooster
|
Bindingstype
|
Soort deeltjes
|
Zout
|
ionrooster
|
ionbinding
|
ionen
|
Metaal
|
metaalrooster
|
metaalbinding
|
metaalatomen
|
Moleculaire stof
|
molecuulrooster
|
intermoleculaire binding
|
moleculen
|
Netwerkstof
|
atoomrooster
|
(polaire) atoombinding
|
niet-metaalatomen
|
Indeling van stoffen
Amorfe stoffen
Er bestaan ook stoffen waarin de deeltjes net niet regelmatig genoeg zijn geordend om kristallen te vormen. We noemen dit glasachtige of amorfe stoffen (amorf = vormeloos). Voorbeelden zijn glas, plastics en rubber.
Het meest kenmerkende verschil met kristallijne stoffen is dat amorfe stoffen geen scherp smeltpunt hebben, maar langzaam week worden bij toenemende temperatuur.