Hablur

Hablur (Jawi: ‏هبلور‎code: ms is deprecated ‎) atau kristal (Jawi: ‏کريستل‎code: ms is deprecated ‎) merupakan bahan pepejal yang terdiri daripada gugusan atom, molekul, atau ion yang tersusun dalam ragam tertib yang menjangkau ketiga-tiga dimensi ruang. Selain struktur mikroskopik (tidak nyata pada mata kasar), hablur besar lazimnya boleh dikenal pasti dengan bentuk geometri makroskopik (nyata pada mata kasar) yang terdiri daripada muka-muka leper dengan orientasi yang tertentu.

Kajian sains terhadap hablur dan pembentukan hablur dipanggil kristalografi (ilmu kaji hablur). Proses pembentukan hablur melalui mekanisme pertumbuhan hablur pula bergelar penghabluran atau pemejalan. Contoh hablur yang umum adalah emping salji, permata, dan garam halus. Akan tetapi, kebanyakan jenis pepejal tak organik yang am adalah polihablur. Hablur lazimnya disebatikan secara simetri untuk membentuk hablur kembar.

Penamaan

Istilah kristal berasal dari bahasa Yunani Purba iaitu κρύσταλλοςcode: grc is deprecated (krustallos) yang bererti "air batu" atau "kristal batu",^[1] dari κρύοςcode: grc is deprecated (kruos) iaitu "sejuk beku".^[2]^[3] Istilah hablur pula berasal dari bahasa Arab iaitu بلورةcode: ar is deprecated (blūrah) yang membawa maksud yang sama.

Struktur hablur (mikroskopik)

Halit (garam halus, NaCl): Mikroskopik dan makroskopik

Struktur mikroskopik hablur halit. (Yang ungu ialah ion natrium, yang hijau ialah ion klorin.) Terdapat simetri kubus dalam susunan atom.

Kristal halit makroskopik (~16cm). Sudut-sudut tegak di antara muka-muka hablur terbentuk daripada simetri kubus pada susunan atom.

Takrifan sains akan "hablur" adalah berasaskan susunan mikroskopik atom-atom di dalamnya yang dipanggil struktur hablur. Hablur merupakan pepejal yang mana atom membentuk susunan berkala (kecuali separa hablur, rujuk di bawah.)

Bukan semua pepejal adalah hablur. Misalnya, apabila air cair mula membeku, perubahan fasa bermula dengan hablur-hablur ais kecil yang tumbuh hingga saling berlakuran untuk membentuk struktur polihablur. Dalam hasil ais yang kesudahannya, setiap hablur halus (iaitu "kristalit" atau "butir") merupakan hablur sebenar dengan susunan atom yang berkala, tetapi seluruh polikristal itu tiada susunan atom yang berkala kerana pola berkalanya pecah di sempadan butir. Kebanyakan pepejal tak organik makroskopik adalah polihablur, termasuklah hampir semua logam, seramik, ais, batu dsb. Pepejal yang bukan hablur mahupun polihabluran seperti kaca dipanggil pepejal amorf, juga bergelar kekaca, gelemaca, atau bukan hablur. Bahan-bahan sedemikian tiada susunan berkala walaupun di peringkat mikroskopik. Terdapat perbezaan ketara antara pepejal hablur dan pepejal amorf: terutama sekali, proses pembentukan kaca tidak melepaskan haba pendam pelakuran seperti mana pembentukan hablur.

Struktur hablur (susunan atom dalam hablur) dicirikan oleh sel unitnya, iaitu sebuah kotak halus bayangan yang mengandungi sekurang-kurangnya sebutir atom dalam susunan ruangan yang tertentu. Sel-sel unit itu disusun dalam ruang tiga dimensi untuk membentuk hablurnya.

Simetri hablur dikekang oleh keperluan agar sel-sel bertindan sekemas-kemasnya tanpa sebarang celah. Terdapat 219 simetri hablur yang mungkin atau kumpulan ruang kristalografi. Kumpulan-kumpulan ini dibahagikan kepada tujuh sistem hablur seperti sistem hablur kubus (yang mana hablur-hablur membentuk kubus atau bentuk kotak seperti halit di sebelah kanan) atau sistem hablur segi enam (yang mana hablur membentuk segi enbam seperti air batu kosong).

Muka dan bentuk hablur

Hablur pada amnya dikenali dengan bentuknya yang terdiri daripada muka-muka leper dengan bucu-bucu tajam. Ciri-ciri bentuk ini tidak semestinya untuk hablur (dalam sains, hablur tertakrif dengan susunan atom mikroskopik, bukan bentuk nyata) tetapi bentuk kecirian yang nyatanya sudah pasti mudah kelihatan.

Hablur euhedral adalah yang nyata bermuka-muka leper yang terbentuk kemas, tetapi lain pula bagi hablur anhedral kerana lazimnya hablur sedemikian merupakan satu butir dalam pepejal polihablur.

Muka-muka leper (atau segi) hablur euhedral diorientasikan secara tertentu yang nisbi dengan susunan atom dasar hablur, iaitu satah yang agak rendah pada indeks Miller.^[4] Ini berlaku kerana sesetengah orientasi permukaan lebih stabil daripada yang lain (iaitu kurangnya tenaga permukaan). Apabila hablur itu berkembang, atom-atom baru mudah sekali melekap pada permukaan yang lebih kasar dan kurang stabil, tetapi kurang senang pada permukaan leper yang lebih stabil. Oleh itu, permukaan leper cenderung berkembang semakin besar dan licin hinggalah seluruh permukaan hablur terdiri daripada permukaan-permukaan satah ini. (Lihat gambarajah di sebelah kanan.)

Antara kaedah-kaedah terlama dalam ilmu kristalografi terdiri daripada mengukur orientasi tiga dimensi pada muka-muka hablur serta menggunakan muka-muka itu untuk membuat kesimpulan tentang simetri hablur yang dasar.

Tabiat sebentuk hablur adalah bentuk luarannya yang tampak. Ini ditentukan oleh struktur hablur (yang mengehadkan kemungkinan orientasi segi), kimia dan ikatan hablur tertentu (yang mungkin menyebelahi sesetengah jenis segi), serta keadaan di mana terbentuknya hablur.

Kejadian dalam alam

Batu

Dari segi isipadu dan berat, volume and weight, tumpuan hablur yang terbesar di Bumi adalah sebahagian daripada batuan dasar pejal Bumi.

Sesetengah hablur terbentuk daripada proses-proses magma dan metamorf, maka berpuncanya hablur batu yang besar-besaran. Kebanyakan besar batu igneus terbentuk daripada magma lebur dan takat penghabluran bergantung sekali pada keadaan-keadaan di mana ianya memejal. Batu-batu sedemikian seperti granit yang menyejuk dengan amat perlahan dalam tekanan hebat telah menghablur sama sekali; tetapi berbagai-bagai jenis lava dicurahkan ke permukaan dan cepat sekali menyejuk. Dalam hal lahar sering terdapatnya sejumlah kecil jirim yang amorf atau kekaca. Jenis hablur batuan yang lain pula menghablur semula, misalnya batu metamorf seperti marmar, syis mika dan kuarzit. Ertinya, batu-batuan itu pada asalnya merupakan batu berserpih seperti batu kapur, syal dan batu pasir dan tidak pernah berada dalam keadaan lebur ataupun larut sama sekali, tetapi keadaan suhu dan tekanan tinggi dalam metamorfisme telah bertindak ke atasnya dengan menghapuskan struktur asalnya lalu mencetuskan penghabluran semula dalam keadaan pejal.^[5]

Lain-lain hablur batu telah terbentuk daripada kerpasan dari bendalir, terutamanya air, untuk membentuk drus atau vena kuarza. Evaporit seperti halit, gipsum dan sesetengah batu kapur telah diendapkan dari larutan gelemair disebabkan terutamanya oleh penyejatan di kawasan beriklim kontang.

Ais

Ais yang berasaskan air dalam bentuk salji, ais laut dan glasier merupakan sejenis manifestasi yang umum sekali akan jirim habluran atau polihabluran di Bumi. Sebutir emping salji lazimnya sebutir hablur, sedangkan ketulan ais merupakan polihablur.

Hablur organigenik

Kebanyakan hidupan mampu menghasilkan hablur, contohnya kalsit dan aragonit oleh kebanyakan moluska atau hidroksilapatit dalam hal vertebrata.

Rujukan

^ κρύσταλλος, Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseus Digital Library
^ κρύος, Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseus Digital Library
^ "The American Heritage Dictionary of the English Language: Fourth Edition: Appendix I: Indo-European Roots". 2000. Diarkibkan daripada yang asal pada 2008-06-25. Dicapai pada 2013-06-07. Cite journal requires |journal= (bantuan); |contribution= ignored (bantuan)
^ The surface science of metal oxides, by Victor E. Henrich, P. A. Cox, page 28, google books link
^ Rencana ini menggabungkan dan menterjemah teks dari penerbitan sekarang di domain awam: Chisholm, Hugh, penyunting (1911). "Petrology". Encyclopædia Britannica (dalam bahasa Inggeris) (ed. ke-11). Cambridge University Press.

[1] κρύσταλλος, Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseus Digital Library

[2] κρύος, Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseus Digital Library

[3] "The American Heritage Dictionary of the English Language: Fourth Edition: Appendix I: Indo-European Roots". 2000. Diarkibkan daripada yang asal pada 2008-06-25. Dicapai pada 2013-06-07. Cite journal requires |journal= (bantuan); |contribution= ignored (bantuan)

[4] The surface science of metal oxides, by Victor E. Henrich, P. A. Cox, page 28, google books link

[EB1911-5] Rencana ini menggabungkan dan menterjemah teks dari penerbitan sekarang di domain awam: Chisholm, Hugh, penyunting (1911). "Petrology". Encyclopædia Britannica (dalam bahasa Inggeris) (ed. ke-11). Cambridge University Press.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]