เราอธิบายว่าการตกผลึกคืออะไรและกระบวนการทางเคมีนี้ประกอบด้วยอะไร รวมถึงวิธีการใช้และตัวอย่างการตกผลึก
การตกผลึกคืออะไร?
เรียกว่าการตกผลึกของกระบวนการทางเคมีซึ่ง a แก๊ส, แ ของเหลว หรือหนึ่ง การละลายในชุดของผลึกแข็ง ผลึกเหล่านี้เกิดขึ้นจากชุดพันธะโมเลกุลแข็งที่เป็นระเบียบซึ่งมีความบริสุทธิ์ในธรรมชาติของธาตุ ด้วยเหตุนี้ การตกผลึกจึงสามารถใช้เป็นวิธีการแยกส่วนประกอบที่เป็นของแข็งออกจากบางส่วนได้ ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันกล่าวคือสามารถใช้เป็นวิธีการทำให้บริสุทธิ์ได้
มีวิธีการต่าง ๆ ของการตกผลึก ซึ่งสามารถใช้การเปลี่ยนแปลงแบบคัดเลือกของสภาพทางกายภาพของ อุณหภูมิ หรือจาก ความดัน, เช่นเดียวกับการเพิ่มบางอย่าง สารเคมี. รูปร่าง ขนาด และคุณภาพของคริสตัลที่ได้จะขึ้นอยู่กับสภาวะเฉพาะของกระบวนการและเวลาที่ปล่อยให้เกิดขึ้นได้
คริสตัลที่ได้จากสิ่งนี้ กระบวนการ พวกมันก่อตัวเป็นของแข็ง กอปรด้วยรูปแบบการเลี้ยวเบนที่กำหนดไว้อย่างดี (ปรากฏการณ์ที่ประกอบด้วยการเบี่ยงเบนของคลื่นเมื่อมันผ่านสิ่งกีดขวางผ่านรูเล็กๆ แล้วแพร่กระจายไปในทุกทิศทางหลังรูนี้) ขึ้นอยู่กับสภาวะที่เกิดการตกผลึกและชนิดของสารที่จะตกผลึก ผลึกที่ได้รับจะมี สี เฉพาะ ความโปร่งใสเฉพาะ และเรขาคณิตที่กำหนด
คริสตัลพบได้ทั่วไปในธรรมชาติของแร่และจำแนกตามคุณสมบัติใน:
- คริสตัลที่เป็นของแข็ง พวกเขาเป็นจำนวนมากที่สุด ยกเว้นแก้วและสารอสัณฐานที่เป็นของแข็งบางชนิด (สารที่เป็นของแข็งซึ่งสิ่งเหล่านี้ อนุภาค พวกเขาไม่ได้รับคำสั่งนั่นคือพวกเขาไม่มีรูปร่าง) ของแข็งเกือบทั้งหมดอยู่ในสถานะผลึก ตัวอย่างเช่น เกลือ น้ำตาล และอัญมณีล้ำค่า
- คริสตัลเรืองแสง สิ่งเหล่านี้ถือเป็นของเหลวและมักใช้ในการแสดงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
- ผลึกไอออนิก พวกมันแข็งและเปราะ ไอออนบวกและแอนไอออนที่ก่อตัวมีขนาดต่างกัน และโดยทั่วไป ผลึกเหล่านี้มีจุดหลอมเหลวสูง ตัวอย่างเช่น โพแทสเซียมคลอไรด์ (KCl) และสังกะสีซัลไฟด์ (ZnS)
- ผลึกโควาเลนต์ ดิ อะตอม ที่ประกอบขึ้นเป็นปึกแผ่นโดย พันธะโควาเลนต์ การสร้างเครือข่ายสามมิติ ตัวอย่างเช่น กราไฟท์และเพชร
- ผลึกโมเลกุล อนุภาคของมันถูกผูกไว้โดย กองกำลัง Van der Waals (แรงดึงดูดหรือแรงผลักระหว่าง โมเลกุล, ปฏิสัมพันธ์ที่น้อยกว่าที่สอดคล้องกับa พันธะเคมี) และ / หรืออันตรกิริยาของสะพานไฮโดรเจน (อันตรกิริยาที่น่าดึงดูดใจระหว่างอะตอมไฮโดรเจนที่ถูกผูกมัดกับอะตอมอิเล็กโตรเนกาทีฟ กับอะตอมอิเล็กโตรเนกาติตีอื่นที่เป็นของโมเลกุลอื่น อันตรกิริยาเหล่านี้ก็น้อยกว่าที่สัมพันธ์กับพันธะเคมีด้วย) สารประกอบเหล่านี้มักจะเปราะและมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า 100ºC ตัวอย่างเช่น เตตระฟอสฟอรัส (P4) และไดโอโด (I2)
- คริสตัลเมทัลลิค ผลึกโลหะประกอบด้วยอะตอมของธาตุเดียวกัน โลหะ. โดยทั่วไปจะมีความหนาแน่นสูงมาก และคุณสมบัติของมัน (เช่น จุดหลอมเหลวและความแข็ง) จะแตกต่างกันไปตามประเภทของโลหะ ในทางกลับกัน สิ่งเหล่านี้ สารประกอบ พวกเขาเป็นตัวขับเคลื่อนที่ดีของ ความร้อน และ ไฟฟ้า. ตัวอย่างเช่น: นิกเกิล (Ni) เหล็ก (Fe) และโคบอลต์ (Co)
ตัวอย่างของการตกผลึก
ไอน้ำในอากาศสามารถตกผลึกได้โดยตรงบนพื้นผิวที่เย็น
- การก่อตัวของน้ำแข็ง ภายใต้เงื่อนไขบางประการของ ความชื้น ด้านสิ่งแวดล้อม, ไอน้ำ ของ อากาศ สามารถตกผลึกได้โดยตรงบนพื้นผิวที่เย็น (เช่น แก้วหรือโลหะ) และสร้างโครงสร้างคล้ายหิมะที่เรียกว่า น้ำแข็ง. ตู้แช่แข็งบางชนิดมีแนวโน้มที่จะเกิดน้ำค้างแข็งเช่นกัน เหล่านี้เป็นคริสตัลของ น้ำซึ่งรัฐธรรมนูญมีความสม่ำเสมอและมีการร่างที่ดีมาก
- แช่น้ำ. น้ำแข็งคือน้ำที่กลายเป็นน้ำแข็ง ดังนั้นจึงไม่ใช่คริสตัล แต่ในช่วงแรกของการแช่แข็งของเหลวนี้ คุณจะเห็นว่าเดนไดรต์ (คริสตัลซึ่งมีทิศทางของผลึกต่างกัน) และโครงสร้างผลึกที่จมอยู่ใต้น้ำอื่นๆ เกิดขึ้นได้อย่างไร
- การระเหยของน้ำทะเล เพื่อให้ได้ผลึกเกลือ เช่นเดียวกับน้ำกลั่น น้ำที่นำมาจาก ทะเล. ด้วยวิธีนี้ ของเหลวจะเปลี่ยนเป็นก๊าซ (ไอน้ำ) โดยปล่อยให้เกลือที่ละลายอยู่ในภาชนะซึ่งยังคงเป็นผลึกน้ำเกลือที่สมบูรณ์แบบ
- คริสตัลสีเงินสำหรับถ่ายภาพ คริสตัลสีเงินมีประโยชน์สำหรับสิ่งประดิษฐ์บางอย่างของอุตสาหกรรมภาพยนตร์หรือการถ่ายภาพเก่า (ไม่ใช่ดิจิทัลอย่างเห็นได้ชัด) เนื่องจากมีความอ่อนไหวต่อ แสงสว่างคริสตัลเหล่านี้ถูกจัดเรียงใหม่ต่อหน้าแสง จึงเลียนแบบความประทับใจของแสง เพื่อให้ได้มาซึ่งสารประกอบเช่นซิลเวอร์โบรไมด์คลอไรด์หรือไอโอไดด์
- ผลึกแคลเซียมออกซาเลต เกิดจากการสะสมของเกลือและแคลเซียมในไต ผลึกเหล่านี้มักจะเจ็บปวดสำหรับ มนุษย์และบางครั้งจำเป็นต้องมีการผ่าตัดเพื่อดึงออก เนื่องจากสิ่งเหล่านี้ขัดขวางการขับปัสสาวะตามปกติ พวกเขาอยู่ในรูปของนิ่วสีดำขนาดเล็กที่เรียกว่านิ่วในไตหรือ "หิน" หรือ "กรวด" ในไต