محتويات
الكريستال
يعرف الكريستال التي تعني الجليد أو البلورة الصخرية باليونانية القديمة أو البلورات، بأنها مادة صلبة مكوناتها -الذرات أو الجزيئات أو الأيونات- مرتبة في بنية مجهرية عالية الترتيب، وتشكل شبكة بلورية تمتد في جميع الاتجاهات، وللتعرف على أنواع الكريستال لا بد من معرفة أنه عادةً ما يتم تحديد الكريستال عن طريق شكلها الهندسي الذي يحتوي على العديد من الأوجه المسطحة ذات خصائص مميزة، حيث تتم عملية تشكيل الكريستال عبر آليات تسمى بالتبلور أو التصلب[١]، وتتنوع استخدامات الكريستال باختلاف المجالات التي يدخل في صناعتها، ابتداءً من صناعة المجوهرات وأدوات الزينة، ووصولًا إلى الأجهزة مثل تلك التي تعمل بالطاقة الشمسية، والمحولات التي تنقل الكهرباء والطب، وإنشاء شاشات لأجهزة الكبيوتر والتلفاز[٢].
أنواع الكريستال
يوجد الكثير من الأمثلة على الكريستال مثل بلورات الثلج، والألماس، وبلورات ملح الطعام، وأحيانًا تندمج عدة كريستالات مع بعضها البعض وأغلب المعادن والصخور والسيراميك والجليد تعد من الأمثلة على هذه الكريستالات، ويرتبط الكريستال أحيانًا بالأحجار الكريمة في بعض المعتقدات الدينية، ولا بد من الإشارة إلى أن الزجاج أو أي منتجات مشابهة له لا تعد من أنواع الكريستال فهو مادة غير متبلورة على عكس الشائع، ويوجد العديد من أنواع الكريستال المصنفة حسب الرابطة الكيميائية فيها، وهي كما يأتي[١]:
الكريستالات التساهمية
وهي الكريستالات التي ترتبط فيما بينها بروابط تساهمية، والرابطة التساهمية هي تقوم فيها الذرات بتشارك الإلكترونات، وهذه الروابط قوية جدًا ويصعب كسرها، وبسبب هذا فإن الكريستالات من هذا النوع قوية للغاية ونقاط انصهار عالية[٢]، ومن الأمثلة عليه الألماس الذي يتميز بكونه أقسى مادة في الطبيعة، وأيضًا الجرافيت على الرغم من أن الرابطة التساهمية فيه أضعف الرابطة في الألماس[٣].
الكريستالات الأيونية
وهي الكريستالات التي ترتبط فيما بينها بروابط أيونية، وخلال هذه الرابطة تنجذب إحدى الأيونات المشحونة بالشحنة السالبة بذرة أخرى مشحونة الموجبة، حيث يفقد الأيون الموجب إلكترون لصالح الأيون السالب داخل البلورة الواحدة، ومن الأمثلة عليه بلورة ملح الطعام الذي يتكون من أيون الصوديوم Na+1 وأيون الكلور Cl-1، وعندما يفقد الصوديوم الالكترون ويكتسبه الكلور تكتمل الالكترونات في المدار الأخير لكلا العنصرين، وتعد هذه الكريستالات قوية وذات درجات انصهار عالية[٣].
الكريستالات المعدنية
هذه الكريستالات مصنوعة من العناصر المعدنية، وتتميز هذه الكريستالات بلمعانها المعدني البراق، وعادةً ما تكون موصلات جيدة للكهرباء وللحرارة، ويمكن استخراج النحاس من بلورات النحاس لتشكيل الأسلاك النحاسية المستخدمة لنقل الكهرباء في المنازل، وتعتمد درجة انصهار هذه الكريستالات على المعادن الموجودة فيها، وشذرات الذهب هي إحدى الأمثلة على هذا النوع من الكريستلات[٢].
الكريستالات الجزيئية
وتتكون هذه الكريستالات من روابط كيميائية ضعيفة تسمى بالروابط الهيدروجينية، وهذه الرابطة تتكون بين جزء الذرة المشحون الذي يسمى الالكترونات والتي ترتبط بدورها بذرات هيدروجين مختلفة، وهذه الرابطة ضعيفة جدًا، ولهذا السبب فإن درجة انصهار الكريستالات المكونة من هذه الروابط تكون منخفضة، ومن الأمثلة عليه بلورات السكر، وبلورة الجليد، وبلورات ثاني الأكسيد الكربون المجمد، ويستخدم العلماء الكريستالات الجزيئية لتحديد شكل مختلف أنواع البروتينات داخل الخلية[٢].
تكون الكريستال
وبعد التعرف على أنواع الكريستال لا بد من التعرف على كيفية تكونه، حيث إنه في البداية كان الكريستال ينتج بشكل طبيعي، والعديد من الكريستال الممتاز تم إيجاده في المناجم والكهوف عبر العالم، ومعظم الأحجار الكريمة والشبه كريمة هي كريستال جيد التنظيم البلوري داخليًا، وتركزت الجهود المبكرة لإنتاج الكريستال الصناعي على صناعة الأحجار الكريمة، حيث بدأ العالِم الفرنسي مارك أنطوان في عام 1873 في إنتاج هذا النوع من الكريستال، ومنذ عام 1950 تعلم العلماء إنتاج وتصنيع الكريستال بشتى أنواعه في المختبرات بعدة طرق مثل إنتاجه عن طريق البخار أو عن طريق المحاليل أو الإذابة والانصهار، وتكون هذه الكريستالات المصنعة بجودة مساوية تمامًا أو متفوقة على تلك الموجودة في الطبيعة[٣].
