[h=2]بلورشناسی
[/h]
کلیه مواد جامد به دو دسته متبلور و بی‌شکل تقسیم میشوند. در مواد متبلور ، اتمها یا
مولکولها بر طبق نظم مشخص که آن را شبکه بلوری می‌نامند، قرار میگیرند. در جامدات
بی‌شکل چنین نظمی وجود ندارد. البته باید در نظر داشت که همه مواد به نسبتی دارای
نظم هستند، هرچند که ممکن است این نظم از حد چند اتم فراتر نرود. جامدات بی‌شکل
در واقع آمیخته‌ای از بلورهای کوچک هستند.
ساختار اتمی بلورها
عموما جامدات از مایعات و گازها متراکم‌تر هستند، زیرا اتمها یا ملکولهای جامدات در فاصله
نزدیکتری نسبت به یکدیگر قرار دارند. در جامدات ، فاصله میان اتمها در حدود شعاع اتمهای
آنها ، یعنی چند دهم نانومتر است. چندین نوع نیرو اتمهای یک ماده را کنار هم نگاه میدارد
و سبب پیوند آنها میشود.
از جمله این پیوندها میتوان به پیوند یونی یا الکترووالانس ، پیوند کوالانسی و پیوند فلزی
اشاره کرد. علاوه بر این ، نیروی واندروالسی نیز موجب پیوند ضعیف بین مولکولها میشود.
این پیوندها تا حدود زیادی شکل بلور و خواص فیزیکی آن مثل رنگ، ضریب شکست، رسانش
الکتریکی و رسانش گرمایی را تعیین میکنند.
پیوند یونی
در پیوند یونی ، اتمهای بارادار یا یونها یکدیگر را در نظم معینی نگاه می‌دارند. این عمل در
اثر جاذبه میان بارهای غیرهمنام که با دافعه میان بارهای همنام در حال تعادلند، صورت
می‌پذیرد. این نوع آرایش ، سبب ایجاد ساختمانی ساده مثل مکعب میشود.
پیوند کووالانسی
اتمهای خنثی میان یکدیگر الکترون به اشتراک می‌گذارند، به همین دلیل اتمهایی که در
پیوند کووالانس شرکت میکنند، در جهتهایی قرار میگیرند که با پیوند مناسب است. این
جهت قرار گرفتن اتمها ، شکل بلور را تعیین میکند. مثلا در بلور الماس هر اتم کربن را
چهار اتم مجاور احاطه میکند. در نتیجه بلور به شکل چهار وجهی در می‌آید.
پیوند فلزی
فلزات دارای پیوند ویژه‌ای به نام پیوند فلزی هستند. در این پیوند ، شبکه یونهای مثبت در
اثر ابری از الکترونهای محیطی خنثی میشوند. در فلزات الکترونها بطور آزاد حرکت میکنند
و خواصی مثل جلا و هدایت برق و گرما به آنها میدهند.
پیوند واندروالسی
این پیوند ، شکل ضعیفی دارد و معمولا در مایعات و گازها دیده میشود. همچنین در بعضی
از بلورهای آلی نیز وجود دارد. گرافیت نمونه جالبی برای مشاهده پیوند واندروالسی است.
در این ماده ، اتمهای کربن با یکدیگر پیوند کووالانسی برقرار میکنند و صفحاتی را میسازند
که در اثر نیروی واندروالسی بطور سست در کنار هم باقی می‌مانند.
پیوندهای ضعیف سبب میشود که صفحه‌ها بر روی هم بلغزند. حالت لیز بودن گرافیت نیز
از این اثر ناشی میشود.
ساختمان تناوبی بلورها
میلیونها ترکیب شیمیایی مختلف در جهان وجود دارند که همگی از ترکیب عناصر اصلی
محدودی که به شکل خاصی در کنار هم قرار دارند، پدید آمده‌اند. اگر چه شکل بلورها متنوع
است، ولی در کل از 14 گروه اتمی بوجود آمده‌اند. بعضی از بلورها در طول صفحات مشخص
شکسته میشوند که در نتیجه سطوحی صاف و زیبا ایجاد میگردند.
در حالیکه خیلی از مواد بلورین نه تنها در این سطوح نمی‌شکنند، بلکه آثار تقارن را نیز در آنها
نمی‌توان دید.
تقارن در بلور
بلوری را متقارن می‌گوییم که اگر حول محور خود چرخش کند، نمای یکسانی را داشته باشد.
بلور نمک طعام در زیر میکروسکوپ به شکل مکعب کوچک دیده میشود.
سه محوری که از مرکز وجوه مکعب می‌گذرند، نمونه‌هایی از محورهای تقارن هستند. مکعب
پس از 90 درجه چرخش حول هر یک از این محورها ، نمایی مشابه حالت قبل دارد. به همین
ترتیب چهار محور که از گوشه‌های مکعب و شش محور که از مرکز اضلاع می‌گذرند، همین
وضع را دارند.
همچنین میتوان در یک بلور صفحات تقارن را نیز مشخص کرد. این صفحات سطوحی فرضی
هستند که بلور را به دو قسمت تقسیم میکنند. هر قسمت تصویر بخش دیگر است که در
آینه تشکیل میشود. در کل 32 گروه تقارن برای بلورها وجود دارد که به هفت نوع نظام بلوری
سه‌خواب ، تک‌خواب ، راست لوزی ، لوزی وجهی ، شش وجهی و مکعبی تقسیم میشوند.
رشد بلور
بلور از یک محلول نمک مذاب و یا بخار حاصل میشود. ایجاد بلور بطور متعارف با سرد شدن
یک نمک مذاب یا محلول غلیظ رخ می‌دهد. در بعضی مواد لازم است که یک تکه کوچک جامد
را در محلول قرار دهیم.
این تکه جامد ، هسته‌ای برای رشد بلورها فراهم میسازد. در صنعت برای تولید بلورهایی
مثل سود از یک روند چند مرحله‌ای کمک میگیرند. ابتدا محلول غلیظ و داغ را سرد کرده و
آن را از میان یک لایه از مواد عبور میدهند.
با این کار بلورها رشد کرده ، غلظت محلول کاهش مییابد. محلول خارج شده از لایه بار دیگر
وارد چرخه فوق میشود. بلورها را وقتی به اندازه کافی بزرگ شدند از محیط خارج میکنند.
شکل بلورها
هر ماده ممکن است بیشتر از یک شکل بلوری داشته باشد.
شکل بلور به دما و سرعت تشکیل بلورها بستگی دارد. ناخالصی‌ها شکل و رنگ بلورها را
تغییر میدهند. مثلا آلومین) ،سفید است ولی اگر با کروم همراه باشد، به رنگ قرمز در می‌آید.
امروزه کریستالهای مایع نقش مهمی در صنعت الکترونیک دارند. محلول مایعات فاقد نظم‌اند،
ولی در شرایط خاصی این مواکولها منظم میشوند. این بلورها در بعضی موارد کاربرد دارند.
از جمله در ساخت ماشینهای حساب بکار میروند.
