Met AI in het Nederlands gemaakt op basis van onze Engelse quiz; de bronnen verwijzen naar de Nederlandse Wikipedia.
Een kristal is een stof waarin atomen, moleculen of ionen in een keurig herhalend patroon zijn gerangschikt. Van keukenzout en suiker tot diamant en silicium: kristallen bepalen hoe materialen zich gedragen. Deze quiz behandelt de bouw van kristallen, de zeven kristalstelsels, hoe kristallen ontstaan en hoe wetenschappers met röntgenstraling de structuur van vaste stoffen ontrafelen, van Max von Laue tot de Nederlandse kristallograaf Bijvoet. Speel de quiz direct of print de vragen uit voor een les of quizavond.
Alle 30 vragen met antwoorden en uitleg. Speel de quiz
Q 01Van welke taal is het woord 'kristal' afgeleid?
Grieks
Het oorspronkelijke woord krustallos betekent letterlijk ijs; bergkristal werd gezien als door de goden vormgegeven ijs.
Q 02Welke stof is het bekendste voorbeeld van een materiaal zonder geordende kristalstructuur?
Glas
Zelfs kristalglas is, ondanks zijn naam, geen echt kristal: de moleculen erin zijn niet ordelijk gerangschikt.
Q 03Van welk biomolecuul werd de helixstructuur afgeleid uit een diffractie-experiment?
DNA
Diffractiepatronen van biologische moleculen zijn zeer complex en vergen speciale rekentechnieken om de structuur op te lossen.
Q 04Hoe heet de wetenschap die de atomaire rangschikking van kristallen meet en onderzoekt?
Kristallografie
Grote aantallen bekende kristalstructuren worden opgeslagen in speciale databases; het bijbehorende beroep is dat van kristallograaf.
Q 05Van welk element worden in de halfgeleidertechnologie vooral boules gebruikt?
Silicium
Zo'n boule is één groot kristal zonder korrels of korrelgrenzen, waarin alle atomen in dezelfde richting staan.
Q 06In welk vakgebied wordt de structuur van eiwitten gebruikt om in hun werking in te grijpen?
Farmacie
Het doel is het mechanisme van eiwitten te begrijpen en zo nodig in te grijpen om een ziekte te bestrijden.
Q 07Waarom is een natrium-ion positief geladen?
Elektrontekort
In een zoutkristal houden de tegengesteld geladen ionen elkaar op hun plaats doordat ze elkaar elektrisch aantrekken.
Q 08Waaruit dacht men vroeger dat bergkristal was ontstaan?
Door de goden gevormd ijs
Die oude opvatting leeft voort in de naam: het Griekse woord waarvan 'kristal' is afgeleid, betekent ijs.
Q 09Welk keukeningrediënt kan net als een zuivere diamant tot één groot kristal uitgroeien?
Suiker
In zo'n kristal ontbreken korrels en korrelgrenzen volledig; alle moleculen staan in dezelfde richting.
Q 10Wat zetten kristallografen als een van de eerste wetenschappers in voor hun berekeningen?
Computers
Snellere rekenkracht en slimmere software brachten een structuurbepaling rond het begin van de 21e eeuw terug tot enkele minuten.
Q 11Hoe noem je een kristal waarin alle atomen in dezelfde richting staan en één geheel vormen?
Eenkristal
Of zo'n kristal ontstaat hangt af van de vormingsmethode; een zuivere diamant is er een bekend voorbeeld van.
Q 12Waardoor blijven de ionen in het kristalrooster van een zout op hun plaats?
Elektrische aantrekking
In keukenzout wordt ieder natrium-ion omgeven door zes chloride-ionen, in een vaste verhouding zodat de netto lading nul is.
Q 13Wat zijn zouten, doordat hun ionen in opgeloste toestand elektrische stroom geleiden?
Sterke elektrolyten
In opgeloste toestand zijn de ionen niet langer met elkaar in een kristalstructuur verbonden.
Q 21Hoe heet de kleinste zich herhalende bouwsteen van een kristalrooster?
Eenheidscel
Die bouwsteen herhaalt zich in het kristal steeds in drie richtingen, waardoor in ieder kristal een periodiciteit te vinden is.
Q 22Van welke stof bepaalden vader en zoon Bragg in 1913 de kristalstructuur?
Keukenzout
Daarvoor werkten de Braggs een theorie uit met de diffractieregel die nog altijd bekendstaat als de wet van Bragg.
Q 23Wie bedacht in 1912 dat een kristal als natuurlijk rooster voor diffractie kon dienen?
Max von Laue
De resultaten trokken de aandacht van William Henry Bragg en zijn zoon, die er een jaar later mee verder gingen.
Q 14Welk optisch onderdeel kan (nog) niet voor röntgenstraling worden gemaakt?
Lenzen
Daarom levert röntgendiffractie geen rechtstreekse vergroting op, maar een patroon dat met wiskunde en atoommodellen moet worden ontcijferd.
Q 15Hoe heet het grensvlak waar twee kristalkorrels in een gestold materiaal elkaar raken?
Korrelgrens
De korrels onderling kunnen een verschillende draaihoek ten opzichte van elkaar hebben, al staan de atomen binnen één korrel gelijk gericht.
Q 16In hoeveel verschillende kristalstelsels komen kristallen voor?
7
Tot die stelsels behoren onder meer het kubische, het hexagonale, het monokliene en het triklien stelsel.
Q 17Hoe heet een materiaal waarin de moleculen niet ordelijk gerangschikt zijn?
Amorf
Zulke materialen verstrooien röntgenstraling slechts gedeeltelijk in alle richtingen, zonder scherpe diffractiepieken.
Q 18Welke vorm hebben de kristallen van veel mineralen in klei?
Dun en plaatvormig
Doordat die plaatjes gemakkelijk langs elkaar schuiven, laten de eigenschappen van klei zich op macroscopische schaal verklaren.
Q 19Welk type materiaal is meestal in staat kristallen te vormen?
Zuivere stoffen
Materialen die uit kristallen bestaan heten kristallijn; de mate van ordening binnen zo'n materiaal heet de kristalliniteit.
Q 20Met welk deeltje kan een röntgenfoton in materie een elastische botsing ondergaan?
Elektron
Bij zo'n botsing blijven energie en golflengte van het foton gelijk; alleen de richting waarin het zich voortbeweegt kan veranderen.
Q 24Welke kracht houdt de moleculen in een moleculair kristal op hun plaats?
Cohesie
Bij zouten is het juist de lading van de ionen die het rooster bijeenhoudt; bij moleculaire kristallen werkt die onderlinge aantrekking constant.
Q 25Hoeveel tijd kostte het rond 1965 om de structuur van een klein organisch molecuul te bepalen?
Enkele jaren
Het ging daarbij om een organische verbinding van slechts een tiental atomen; betere detectors en software versnelden dit werk later enorm.
Q 26In welk decennium werd röntgendiffractie voor het eerst toegepast op biologische moleculen?
Vroege jaren vijftig
Daarna werd de techniek ook gebruikt voor mineralen en eenvoudige organische verbindingen, zoals geneesmiddelen.
Q 27Met hoeveel bravaisroosters zijn alle mogelijke celvormen van een kristal wiskundig te beschrijven?
14
Die roosters zijn verdeeld over een handvol kristalstelsels en 32 puntgroepen.
Q 28Hoe heet de overgang waarbij een kristal rechtstreeks uit de gastoestand ontstaat?
Rijpen
Afkoelen vanuit een vloeistof heet daarentegen stollen; bij beide begint de kristallisatie met nucleatie en kristalgroei.
Q 29Welke eigenschap had een stereo-isomeer van thalidomide, het middel uit het Softenondrama?
Teratogeen
Na dit drama werd de ontdekking dat je de absolute structuur van een molecuul kunt bepalen een zeer belangrijke doorbraak.
Q 30Welk soort atomen maakt het mogelijk de absolute structuur van een molecuul te bepalen?
Zware atomen
Daardoor werd het mogelijk te zien welk van twee spiegelbeeldige stereo-isomeren werkelijk in een kristal zit.