Kiteinen aine

Kiteinen aine on kiinteässä olomuodossa olevaa ainetta, jossa atomit tai molekyylit ovat järjestyneet säännölliseen, toistuvaan aineelle tyypilliseen kiderakenteen mukaiseen järjestykseen. Kiteinen aine ei tyypillisesti koostu yhdestä kiteestä, vaan monista pienistä "kiteistä" eli rakeista, joita erottavat raerajat. Kiinteän aineen toinen esiintymismuoto on amorfinen aine, jossa rakenneyksiköiden järjestyminen rajoittuu atomien lähimpiin sidoksiin.

Kiteen pinnat ovat määrätyssä asennossa kiteessä olevien kideakseleiden keskukseen nähden. Useimmat alkuaineet ja niiden yhdisteet voivat muodostaa kiteitä. Kiteytyminen voi olla nopeaa tai kestää miljoonia vuosia. Tämä taas riippuu kiteytyvästä aineesta ja sen fyysisistä ominaisuuksista, kuten myös vallitsevista kiteytymisolosuhteista.

Kiteinen aine syntyy, kun nestemäisessä olomuodossa olevaa ainetta jäähdytetään kiinteäksi aineeksi riittävän hitaasti, jolloin atomien tai molekyylien liike-energia pienenee niin, että aineen osaset voivat järjestäytyä säännölliseen hilaan, jossa sidosten lukumäärä maksimoituu ja potentiaalienergia minimoituu. Nopea jäähtyminen tuottaa yleensä pieniä kiteitä ja hidas jäähtyminen suuria kiteitä. Kaasun kiteytymistä kutsutaan härmistymiseksi.

Yhdellä aineella voi olla useita kiteisiä rakenteita ja amorfinen kiinteä rakenne. Kiteisellä aineella on tyypillisesti terävä sulamislämpötila eli se muuttuu nesteeksi pienellä lämpötilan muutoksella. Saman aineen eri faaseilla, kiteisillä ja amorfisella faasilla on toisistaan poikkeavia fysikaalisia ominaisuuksia.

Kiteytymistä käytetään kemiallisena erotusmenetelmänä, jonka avulla voidaan saada puhtaita kiinteitä yhdisteitä. Erottamisessa tärkeää on, että jäähdytys ei tapahdu liian nopeasti, koska tällöin kidehilat syntyvät liian nopeasti ja voivat sulkea sisäänsä myös epäpuhtauksia. Tästä voidaan pitää esimerkkinä kidetankoprosessia, jota käytetään joidenkin metallien äärimmäisten puhtaiden muotojen aikaansaamiseen.

Lähteet

Aiheesta muualla 

Aine
Kristallografia
Seulonnan keskeiset artikkelit