Lastnosti enotnih celic, omrežne konstante in vrste

The celična enota gre za imaginarni prostor ali regijo, ki predstavlja minimalni izraz celote; da bi v primeru kemije celota postala kristal, sestavljen iz atomov, ionov ali molekul, ki so razvrščene po strukturnem vzorcu.

V vsakdanjem življenju lahko najdete primere, ki utelešajo ta koncept. Pri tem je potrebno paziti na predmete ali površine, ki kažejo določen ponavljajoči se red njihovih elementov. Nekateri mozaiki, reliefi, kasetirani stropi, plošče in tapete lahko na splošno zajemajo, kaj razumemo kot celično enoto.

Za jasnejšo ponazoritev imate zgornjo sliko, ki jo lahko uporabite kot ozadje. V njej se pojavijo mačke in koze z dvema alternativnima čutoma; mačke so na nogah ali na glavi, koze pa ležijo navzgor ali navzdol.

Te mačke in koze vzpostavljajo ponavljajoče se strukturno zaporedje. Da bi konstruirali celoten papir, bi bilo dovolj, da bi z enim samim prekrivajočim gibanjem reproducirali celično celico po površini zadostno število krat..

Možne celice enote so prikazane z modrimi, zelenimi in rdečimi polji. Vsak od teh treh se lahko uporabi za pridobitev papirja; vendar jih je treba domiselno premikati po površini, da bi ugotovili, ali reproducirajo enako zaporedje, ki ga opazimo na sliki.

Začenši z rdečim kvadratom, bi bilo razumljivo, da bi se trije stebri (mačk in koz) premaknili na levo, ko se v spodnjem delu ne bi več pojavili dve kozi, ampak samo eno. Zato bi to vodilo v drugo zaporedje in se ne bi smelo obravnavati kot celična celica.

Čeprav sta se premaknila namišljena dva kvadrata, modra in zelena, bi dobili isto zaporedje papirja. Obe sta enotni celici; modra škatla pa se bolj odziva na definicijo, ker je manjša od zelene škatle.

Indeks

• 1 Lastnosti enotnih celic
  • 1.1 Število ponavljajočih se enot
• 2 Katere konstante omrežja definirajo celično enoto?
• 3 Vrste
  • 3.1 Kubični
  • 3.2 Tetragonal
  • 3.3 Orthorhombic
  • 3.4 Monoklina
  • 3.5 Tricliniki
  • 3.6 Šestkotno
  • 3.7 Trigonal
• 4 Reference

Lastnosti enotnih celic

Njegova lastna opredelitev, poleg pravkar pojasnjenega primera, pojasnjuje tudi več njenih lastnosti:

-Če se premikajo v prostoru, ne glede na smer, dobite trdno ali polno steklo. To je zato, ker, kot je omenjeno pri mačkah in kozah, reproducirajo strukturno zaporedje; kar je enako prostorski porazdelitvi ponavljajočih se enot.

-Morali bi biti čim manjši (ali imeti malo prostora) v primerjavi z drugimi možnimi celičnimi možnostmi.

-Ti so običajno simetrični. Prav tako se njegova simetrija odraža dobesedno v kristalih spojine; če je enota celice soli kubična, bodo njeni kristali kubični. Vendar pa obstajajo kristalne strukture, ki so opisane z enotnimi celicami z izkrivljenimi geometrijami.

-Vsebujejo ponavljajoče se enote, ki jih lahko nadomestijo točke, ki sestavljajo tridimenzionalno, kar je znano kot križ. V prejšnjem primeru mačke in koze predstavljajo mrežaste točke, ki se vidijo iz vrhunske ravnine; to je dve dimenziji.

Število ponavljajočih se enot

Ponavljajoče se enote ali mrežne točke enotnih celic ohranjajo enak delež trdnih delcev.

Če preštejemo število mačk in koz v modri škatli, boste imeli dve mački in koze. Enako velja za zeleno polje in tudi za rdeče polje (tudi če že veste, da to ni celična enota)..

Recimo, na primer, da sta mačke in koze atomi G in C (nenavadno varjenje živali). Ker je razmerje med G in C 2: 2 ali 1: 1 v modri škatli, je mogoče pričakovati, brez napak, da bo trdna snov GC (ali CG).

Kadar trdna snov predstavlja bolj ali manj kompaktne strukture, kot se dogaja s solmi, kovinami, oksidi, sulfidi in zlitinami, v enotnih celicah ni celih ponavljajočih se enot; to pomeni, da obstajajo deli ali njihovi deli, ki segajo do ene ali dveh enot.

To ne velja za GC. Če je tako, bo modra škatla "razdelila" mačke in koze na dva (1 / 2G in 1 / 2C) ali štiri dele (1 / 4G in 1 / 4C). V naslednjih oddelkih bo razvidno, da so v teh enotnih celicah točne točke razporejene na ta in druge načine.

Katere konstante omrežja definirajo celično enoto?

Enotne celice primera GC so dvodimenzionalne; vendar to ne velja za realne modele, ki upoštevajo vse tri dimenzije. Tako se kvadrati ali paralelogrami spremenijo v paralelepipede. Zdaj je izraz "celica" bolj smiseln.

Dimenzije teh celic ali paralelepipedov so odvisne od tega, kako dolgo so njihove strani in koti.

Na spodnji sliki imamo spodnji zadnji kot paralelepipeda, sestavljen iz strani a, b in c, in koti α, β in γ.

Kot je razvidno, a malo dlje kot b in c. V sredini je pikčasti krog, ki označuje kot med α, β in γ ac, cb in ba, v tem zaporedju. Za vsako celično enoto so ti parametri konstantni in določajo njihovo simetrijo in simetrijo preostalega kristala.

Znova uporabimo nekaj domišljije, da bi parametri slike določili celico, podobno kocki, raztegnjeni na njenem robu a. Tako nastanejo celične enote z različnimi dolžinami in koti robov, ki jih lahko tudi razvrstimo v več tipov.

Vrste

Opazujte, da v zgornji sliki zaženete črtkane črte znotraj celic: označujejo kot spodnjega hrbta, kot je bilo pravkar pojasnjeno. Naslednje vprašanje se lahko postavi, kje so mrežaste točke ali ponavljajoče se enote? Čeprav dajejo napačen vtis, da so celice prazne, odgovor leži v njihovih točkah.

Te celice se generirajo ali izberejo tako, da se ponavljajoče enote (sive točke na sliki) nahajajo v njihovih točkah. Odvisno od vrednosti parametrov, določenih v prejšnjem oddelku, dobimo konstante za vsako celično enoto, sedem kristalnih sistemov.

Vsak kristalni sistem ima svojo enotno celico; druga opredeljuje prvo. Na zgornji sliki je sedem škatel, ki ustrezajo sedmim kristalnim sistemom; ali na nekoliko bolj povzeti način, kristalne mreže. Tako, na primer, kubična enotna celica ustreza enemu od kristalnih sistemov, ki definira kubično kristalno mrežo..

Po sliki so kristalni sistemi ali omrežja:

-Kubični

-Tetragonal

-Orthorhombic

-Šestkotno

-Monoklinska

-Tricliniki

-Trigonal

In znotraj teh kristalnih sistemov nastanejo drugi, ki sestavljajo štirinajst Bravajevih mrež; da so med vsemi kristalnimi mrežami najbolj osnovni.

Kubični

V kocki so vse strani in koti enaki. Zato je v tej celični enoti veljavno naslednje:

a = b = c

α = β = γ = 90º

Obstajajo tri kubične celične enote: preproste ali primitivne, centrirane na telesu (bcc), in centrirane na obrazih (fcc). Razlike so v načinu porazdelitve točk (atomov, ionov ali molekul) in njihovega števila.

Katera od teh celic je najbolj kompaktna? Tisti, katerega volumen je bolj zaseden s točkami: kubični center na obrazih. Upoštevajte, da če bi zamenjali točke za mačke in koze na začetku, ne bi bili omejeni na eno samo celico; pripadali bi in jih delili več. Še enkrat, to so deli G ali C.

Število enot

Če bi bile mačke ali koze v vozliščih, bi jih delili 8 enotnih celic; to pomeni, da bi vsaka celica imela 1/8 G ali C. Zberite ali si zamislite 8 kock, v dveh stolpcih po dve vrstici, za vizualizacijo.

Če bi bile mačke ali koze na obrazih, bi jih delile le 2 enoti celice. Da bi jo videl, samo dajte skupaj dve kocki.

Po drugi strani pa bi, če bi bila mačka ali koza v središču kocke, pripadala samo eni celični celici; enako se zgodi z okviri glavne slike, ko se je koncept približal.

Rečeno potem zgoraj, znotraj preproste kubične celične celice, ki jo imate a enota ali reticular point, saj ima 8 tock (1/8 x 8 = 1). Za kubično celico s središčem na telesu imamo: 8 točk, ki je enaka atomu, in točko ali enoto v centru; torej tam dva enot.

Za kubično celico, ki je osredotočena na obrazih, imamo: 8 vrhov (1) in šest obrazov, kjer je polovica vsake točke ali enote deljena (1/2 x 6 = 3); zato je štiri enot.

Tetragonal

Podobne pripombe lahko podamo tudi glede celične celice za tetragonalni sistem. Njegovi strukturni parametri so naslednji:

a = b ≠ c

α = β = γ = 90º

Orthorhombic

Parametri za ortorombično celico so:

a ≠ b ≠ c

α = β = γ = 90º

Monoklinska

Parametri za monoklinsko celico so:

a ≠ b ≠ c

α = γ = 90 °; β º 90 °

Tricliniki

Parametri za triclinsko celico so:

a ≠ b ≠ c

α β β ≠ γ ≠ 90º

Šestkotno

Parametri za šesterokotno celico so:

a = b ≠ c

α = β = 90 °; γ ≠ 120º

Pravzaprav je celica tretji del šesterokotne prizme.

Trigonal

In nazadnje, parametri za trigonske celice so:

a = b = c

α = β = γ ≠ 90º

Reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Learning P 474-477.
2. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
3. Wikipedija. (2019). Prvotna celica. Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org
4. Bryan Stephanie. (2019). Enota celice: Parametri mreže in kubične strukture. Študija. Vzpostavljeno iz: study.com
5. Akademski vir. (s.f.). Kristalne strukture. [PDF] Tehnološki inštitut Illinois. Vzpostavljeno iz: web.iit.edu
6. Belford Robert. (7. februar 2019). Kristalne rešetke in enojne celice. Kemija Libretexts. Vzpostavljeno iz: chem.libretexts.org