30 leuke feiten over Kristallen

Van welke taal is het woord 'kristal' afgeleid?

Het oorspronkelijke woord krustallos betekent letterlijk ijs; bergkristal werd gezien als door de goden vormgegeven ijs.

Welke stof is het bekendste voorbeeld van een materiaal zonder geordende kristalstructuur?

Zelfs kristalglas is, ondanks zijn naam, geen echt kristal: de moleculen erin zijn niet ordelijk gerangschikt.

Van welk biomolecuul werd de helixstructuur afgeleid uit een diffractie-experiment?

Diffractiepatronen van biologische moleculen zijn zeer complex en vergen speciale rekentechnieken om de structuur op te lossen.

Hoe heet de wetenschap die de atomaire rangschikking van kristallen meet en onderzoekt?

Grote aantallen bekende kristalstructuren worden opgeslagen in speciale databases; het bijbehorende beroep is dat van kristallograaf.

Van welk element worden in de halfgeleidertechnologie vooral boules gebruikt?

Zo'n boule is één groot kristal zonder korrels of korrelgrenzen, waarin alle atomen in dezelfde richting staan.

In welk vakgebied wordt de structuur van eiwitten gebruikt om in hun werking in te grijpen?

Het doel is het mechanisme van eiwitten te begrijpen en zo nodig in te grijpen om een ziekte te bestrijden.

Waarom is een natrium-ion positief geladen?

In een zoutkristal houden de tegengesteld geladen ionen elkaar op hun plaats doordat ze elkaar elektrisch aantrekken.

Waaruit dacht men vroeger dat bergkristal was ontstaan?

Die oude opvatting leeft voort in de naam: het Griekse woord waarvan 'kristal' is afgeleid, betekent ijs.

Welk keukeningrediënt kan net als een zuivere diamant tot één groot kristal uitgroeien?

In zo'n kristal ontbreken korrels en korrelgrenzen volledig; alle moleculen staan in dezelfde richting.

Wat zetten kristallografen als een van de eerste wetenschappers in voor hun berekeningen?

Snellere rekenkracht en slimmere software brachten een structuurbepaling rond het begin van de 21e eeuw terug tot enkele minuten.

Hoe noem je een kristal waarin alle atomen in dezelfde richting staan en één geheel vormen?

Of zo'n kristal ontstaat hangt af van de vormingsmethode; een zuivere diamant is er een bekend voorbeeld van.

Waardoor blijven de ionen in het kristalrooster van een zout op hun plaats?

In keukenzout wordt ieder natrium-ion omgeven door zes chloride-ionen, in een vaste verhouding zodat de netto lading nul is.

Wat zijn zouten, doordat hun ionen in opgeloste toestand elektrische stroom geleiden?

In opgeloste toestand zijn de ionen niet langer met elkaar in een kristalstructuur verbonden.

Welk optisch onderdeel kan (nog) niet voor röntgenstraling worden gemaakt?

Daarom levert röntgendiffractie geen rechtstreekse vergroting op, maar een patroon dat met wiskunde en atoommodellen moet worden ontcijferd.

Hoe heet het grensvlak waar twee kristalkorrels in een gestold materiaal elkaar raken?

De korrels onderling kunnen een verschillende draaihoek ten opzichte van elkaar hebben, al staan de atomen binnen één korrel gelijk gericht.

In hoeveel verschillende kristalstelsels komen kristallen voor?

Tot die stelsels behoren onder meer het kubische, het hexagonale, het monokliene en het triklien stelsel.

Hoe heet een materiaal waarin de moleculen niet ordelijk gerangschikt zijn?

Zulke materialen verstrooien röntgenstraling slechts gedeeltelijk in alle richtingen, zonder scherpe diffractiepieken.

Welke vorm hebben de kristallen van veel mineralen in klei?

Doordat die plaatjes gemakkelijk langs elkaar schuiven, laten de eigenschappen van klei zich op macroscopische schaal verklaren.

Welk type materiaal is meestal in staat kristallen te vormen?

Materialen die uit kristallen bestaan heten kristallijn; de mate van ordening binnen zo'n materiaal heet de kristalliniteit.

Met welk deeltje kan een röntgenfoton in materie een elastische botsing ondergaan?

Bij zo'n botsing blijven energie en golflengte van het foton gelijk; alleen de richting waarin het zich voortbeweegt kan veranderen.

Hoe heet de kleinste zich herhalende bouwsteen van een kristalrooster?

Die bouwsteen herhaalt zich in het kristal steeds in drie richtingen, waardoor in ieder kristal een periodiciteit te vinden is.

Van welke stof bepaalden vader en zoon Bragg in 1913 de kristalstructuur?

Daarvoor werkten de Braggs een theorie uit met de diffractieregel die nog altijd bekendstaat als de wet van Bragg.

Wie bedacht in 1912 dat een kristal als natuurlijk rooster voor diffractie kon dienen?

De resultaten trokken de aandacht van William Henry Bragg en zijn zoon, die er een jaar later mee verder gingen.

Welke kracht houdt de moleculen in een moleculair kristal op hun plaats?

Bij zouten is het juist de lading van de ionen die het rooster bijeenhoudt; bij moleculaire kristallen werkt die onderlinge aantrekking constant.

Hoeveel tijd kostte het rond 1965 om de structuur van een klein organisch molecuul te bepalen?

Het ging daarbij om een organische verbinding van slechts een tiental atomen; betere detectors en software versnelden dit werk later enorm.

In welk decennium werd röntgendiffractie voor het eerst toegepast op biologische moleculen?

Daarna werd de techniek ook gebruikt voor mineralen en eenvoudige organische verbindingen, zoals geneesmiddelen.

Met hoeveel bravaisroosters zijn alle mogelijke celvormen van een kristal wiskundig te beschrijven?

Die roosters zijn verdeeld over een handvol kristalstelsels en 32 puntgroepen.

Hoe heet de overgang waarbij een kristal rechtstreeks uit de gastoestand ontstaat?

Afkoelen vanuit een vloeistof heet daarentegen stollen; bij beide begint de kristallisatie met nucleatie en kristalgroei.

Welke eigenschap had een stereo-isomeer van thalidomide, het middel uit het Softenondrama?

Na dit drama werd de ontdekking dat je de absolute structuur van een molecuul kunt bepalen een zeer belangrijke doorbraak.

Welk soort atomen maakt het mogelijk de absolute structuur van een molecuul te bepalen?

Daardoor werd het mogelijk te zien welk van twee spiegelbeeldige stereo-isomeren werkelijk in een kristal zit.