Differenza tra struttura atomica e struttura cristallina

Differenza principale - Struttura atomica contro struttura cristallina

Sebbene gli atomi siano le unità più piccole che possono essere trovate in tutta la materia, questi atomi hanno una struttura complessa quando analizzati sperimentalmente. Per comprendere quasi tutti i concetti in chimica, è essenziale comprendere chiaramente la struttura di base di un atomo. I cristalli sono composti solidi composti da un numero di atomi o molecole. Ci sono disposizioni particolari nei cristalli. Queste disposizioni sono chiamate strutture cristalline. Esaminare la struttura cristallina è molto importante nel determinare le proprietà di quel composto. La principale differenza tra la struttura atomica e la struttura cristallina è quella la struttura atomica descrive la disposizione delle particelle subatomiche in un atomo mentre la struttura cristallina descrive la disposizione degli atomi o delle molecole in un composto cristallino.

Aree chiave coperte

1. Cos'è la struttura atomica
      - Definizione, spiegazione della struttura
2. Cos'è la struttura di cristallo
      - Definizione, spiegazione della struttura
3. Qual è la differenza tra struttura atomica e struttura cristallina
      - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: Atomo, struttura atomica, cristalli di rete covalente, struttura cristallina, struttura cristallina, cristallografia, cristalli ionici, cristalli metallici, orbitale, conchiglia, subshell

Cos'è una struttura atomica

La struttura atomica è la disposizione delle particelle subatomiche in un atomo. In precedenza, gli scienziati ritenevano che un atomo sia l'unità più piccola che si possa trovare sulla Terra e che tutta la materia sia composta da atomi, ma in seguito gli esperimenti hanno dimostrato che gli atomi possono essere ulteriormente suddivisi in particelle subatomiche. Pertanto, il concetto di struttura atomica è entrato in discussione. Diversi scienziati hanno suggerito diverse strutture per un atomo. Ma con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, è stata sviluppata la moderna teoria atomica, che spiega chiaramente la struttura di un atomo.

Secondo la moderna teoria atomica, un atomo è composto da tre tipi di particelle subatomiche chiamate elettroni, protoni e neutroni. I protoni e i neutroni si trovano nel mezzo degli atomi, formando un nucleo centrale chiamato nucleo. Gli elettroni sono in continuo movimento intorno al nucleo in particolari percorsi. Tuttavia, questi elettroni sembrano una nuvola di elettroni che circonda il nucleo dell'atomo.

Figura 1: Struttura atomica dell'elio

Poiché gli elettroni sono in continuo movimento intorno al nucleo, non possiamo determinare la posizione esatta di un elettrone alla volta. Possiamo solo dire la probabilità di trovare un elettrone in un luogo particolare. Secondo queste probabilità, ci sono alcuni gusci in cui gli elettroni si muovono. Questi gusci hanno il loro livello di energia quantizzato. Pertanto, questi gusci sono disposti in base al livello di energia degli elettroni presenti in quei gusci. Il guscio con l'energia più bassa è il più vicino al nucleo. Questi gusci elettronici sono chiamati K, L, M, N, ecc. Dal nucleo verso l'esterno.

I gusci elettronici possono essere ulteriormente suddivisi in subshell. Queste subshell sono denominate sottoshell s, subshell p, d subshell e f subshell. Tranne per la subshell di s, altre subshell possono essere ulteriormente suddivise in orbitali. Ogni orbitale può contenere un massimo di due elettroni con spin opposti.

Gli elettroni sono le principali particelle subatomiche che partecipano alle reazioni chimiche. Tuttavia, i protoni e i neutroni partecipano alle reazioni nucleari.

Cos'è la struttura di cristallo

La struttura cristallina è la disposizione di atomi o molecole in un cristallo. I composti solidi possono essere suddivisi in tre gruppi come composti cristallini, composti semi-cristallini e composti non cristallini. I composti cristallini hanno una struttura ben organizzata. Hanno un'organizzazione tridimensionale. La struttura cristallina di un composto cristallino è chiamata reticolo. L'unità più piccola di questa struttura organizzata è chiamata cella unitaria. Questa cella unitaria dovrebbe rappresentare la disposizione complessiva del cristallo.

Ci sono tre strutture principali proposte per la cella unitaria. Sono una struttura cubica semplice, una struttura cubica centrata sul corpo e una struttura cubica centrata sul fronte. Quando si considera la struttura cristallina, ci sono sette strutture che possono avere un cristallo che sono nominate secondo la simmetria. Sono monoclino, triclinico, trigonale, esagonale, ortorombico, tetragonale e cubico.

Figura 2: Struttura cristallina NaCl

Inoltre, ci sono strutture cristalline che prendono il nome dal tipo di legame chimico presente in quel cristallo. Sono cristalli ionici, cristalli di rete covalente e cristalli metallici. Cristalli ionici sono fatti di cationi e anioni disposti in una struttura regolare e ripetitiva. Cristalli di rete covalenti sono composti da atomi o molecole collegate tra loro attraverso legami covalenti che formano una rete di atomi o molecole. Cristalli metallici sono composti da cationi metallici circondati da elettroni che si muovono liberamente.

Differenza tra struttura atomica e struttura cristallina

Definizione

Struttura atomica: La struttura atomica è la disposizione delle particelle subatomiche in un atomo.

Struttura di cristallo: La struttura cristallina è la disposizione di atomi o molecole in un cristallo.

Struttura

Struttura atomica: La struttura atomica è una struttura complessa.

Struttura di cristallo: La struttura cristallina è una struttura reticolare ben organizzata.

componenti

Struttura atomica: Gli atomi sono composti da particelle subatomiche: elettroni, protoni e neutroni.

Struttura di cristallo: I cristalli sono composti da cationi e anioni o ioni metallici e elettroni liberi.

variazioni

Struttura atomica: La struttura atomica complessiva è la stessa in tutti gli atomi.  

Struttura di cristallo: Le strutture cristalline sono diverse l'una dall'altra a seconda dei componenti presenti nel cristallo.

Conclusione

La struttura atomica è importante per capire tutto sulla chimica. La struttura cristallina è importante per identificare i cristalli, comprendere le proprietà dei cristalli e prevedere le loro reazioni. La principale differenza tra la struttura atomica e la struttura cristallina è che la struttura atomica descrive la disposizione delle particelle subatomiche in un atomo mentre la struttura cristallina descrive la disposizione degli atomi o delle molecole in un composto cristallino.

Cortesia dell'immagine:

1. "Helium atom QM" per Utente: Yzmo - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Struttura cristallina NaCl" di Eyal Bairey (utente: Eyal Bairey) - Opera propria (dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia

Riferimenti:

1. "Strutture cristalline e cella unità". Study.com, disponibile qui. Accesso 21 settembre 2017.
2. "Struttura cristallina (teoria)." Laboratorio virtuale: Scienze fisiche: Amrita Vishwa Vidyapeetham Virtual Lab, disponibile qui. Accesso 21 settembre 2017.