התמצקות היא התהליך שבו חומר משנה את מצב הצבירה שלו, והופך מנוזל למוצק (על פי השימוש המדעי המקובל של המילה בעברית, אם-כי מחוץ למסגרת מדעית לעיתים המילה משמשת לתיאור כל דבר רך שהפך לקשה, למשל בוץ שהתייבש).
התגבשות היא התהליך שבו החלקיקים שבונים את החומר (אטומים, מולקולות או יונים (=אטומים ומולקולות הטעונות במטען חשמלי)) עוברים תהליך של סידור פנימי, שחוזר על עצמו שוב ושוב ושוב עד שנוצר גביש מחזורי (חוץ מיוצאים מהכלל נדירים כמו קוואזי גבישים ששם יש סידור פנימי ברמה האטומית אבל הוא לא חוזר על עצמו שוב ושוב באופן מדויק).
התהליכים אינם חופפים זה לזה, ניתן כמה דוגמאות כדי להמחיש את העניין:
כאשר מים קופאים – הם הופכים ממוצק לנוזל, ולכן הם עוברים תהליך של התמצקות. בנוסף – התוצאה של התהליך היא קרח, וקרח הוא חומר גבישי (מסודר ברמה האטומית, ראו כאן איך נוצרים גבישי קרח), לכן הם גם עוברים התגבשות.
פתיתי (גבישי) שלג
כאשר שמן קופא (למשל – כאשר מקררים מחדש חמאה או מרגרינה שחיממנו) – הוא גם הופך למוצק, אולם המולקולות שם (בעיקר מסיבה של כוחות משיכה/ דחייה חלשים בין המולקולות, שלא מצליחים לגרום לאיזה שהוא מבנה מסודר מועדף) לא יוצרות גביש, אלא סתם מוצק שבו המולקולות נמצאות בעירבוביה.
מרגרינה, מוצק - אבל לא גביש
מבחינת תכונות החומר – כאשר יש גבישים של חומרים שהם לא מתכת, הגבישים נוטים להיות חסרי גמישות, קשים, ופריכים (נשברים ומתפוררים אחרי הפעלת כוח, תחשבו מה קורה לגביש סוכר שלוחצים אותו בכוח לשולחן עם כפית או ציפורן – הוא מתרסק לאבקה). בנוסף גבישים כאלו הם לרוב שקופים (אם מסתכלים על גביש בודד), וכאשר מקרינים עליהם קרינת רנטגן – הם מפזרים אותה לתבנית של אורות וצללים שמאפיינת כל גביש וגביש (על בסיס זה עובדת שיטת הקריסטלוגרפיה שמפענחת מבנים של גבישים). חומרים מוצקים לא גבישיים הם בדרך כלל ההפך מכל מה שרשמתי.
התגבשות – יכולה להתרחש לא רק בזמן תהליך התמצקות, אלא כתהליך ההפוך לתהליך ההמסה: למשל כאשר מים מלוחים מתאדים, המלח שמומס בהם מתגבש חזרה לגבישי מלח (זה התהליך שמתרחש בבריכות האידוי בים המלח למשל).
גביש של מלח, התמונות באדיבות ויקיפדיה
בנוסף – ישנם חומרים גבישיים שאינם מוצקים כלל, אלא נוזלים (מכונים גבישים נוזליים, liquid crystals), כאשר בניגוד לנוזל רגיל, שבו כל המולקולות נמצאות באנדרלמוסיה ובאי-סדר אחת כלפי השנייה, בגבישים הנוזליים יש סדר פנימי ברמה האטומית - וגם הם מפזרים קרני רנטגן, ובנוסף הם יכולים לסנן אור רגיל לפי הקיטוב החשמלי שלו (אור הוא גל אלקטרומגנטי, ואפשר לסנן אותו לפי הכיוון של העליות והמורדות בגל). התכונה האחרונה הזו היא שמאפשרת ליצר את כל מסכי ה-LCD, שזה ראשי תיבות של Liquid Crystal Displa – כלומר תצוגת גביש נוזלי.
מאת: ד"ר אבי סאייג
מכון ויצמן למדע ומכון דוידסון לחינוך מדעי
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
