Својства унитарних ћелија, мрежне константе и типови

Тхе јединица то је имагинарни простор или регион који представља минимални израз целине; да би у случају хемије, целина постала кристал састављен од атома, јона или молекула, који су распоређени по структурном обрасцу.

У свакодневном животу можете наћи примјере који утјеловљују овај концепт. За то је потребно обратити пажњу на објекте или површине које показују одређени редослијед њихових елемената. Неки мозаици, бас-рељефи, касетирани плафони, лимови и тапете могу опћенито обухватити оно што се подразумијева под јединичном ћелијом.

Да бисте то илустровали јасније, имате горњу слику која се може користити као позадина. У њему се појављују мачке и козе са два алтернативна чула; мачке су на ногама или глави, а козе леже гледајући горе или доле.

Ове мачке и козе успостављају репетитивну структурну секвенцу. Да би се конструисао сав папир, било би довољно репродуковати јединствену ћелију по површини довољан број пута, помоћу транслационих кретања.

Могуће јединице ћелије су приказане плавим, зеленим и црвеним кутијама. Било који од ова три може се користити за добијање папира; али, потребно их је маштовито померати по површини да би се утврдило да ли репродукују исту секвенцу која се посматра на слици.

Почевши од црвеног квадрата, било би разумљиво да ако би се три колоне (мачака и коза) помериле на лево, два коза више не би се појављивала у доњем делу, већ само једном. Према томе, то би довело до другог низа и не може се сматрати јединичном ћелијом.

Док су померали имагинарна два квадрата, плави и зелени, да би се добио исти редослед папира. Обе су унитарне ћелије; међутим, плава кутија више одговара дефиницији, јер је мања од зелене кутије.

Индек

• 1 Својства јединичних ћелија
  • 1.1 Број јединица које се понављају
• 2 Које мрежне константе дефинишу јединичну ћелију?
• 3 Типови
  • 3.1
  • 3.2 Тетрагонал
  • 3.3 Ортхорхомбиц
  • 3.4 Моноклиника
  • 3.5 Трицлиницс
  • 3.6 Шестоугаони
  • 3.7 Тригонал
• 4 Референце

Својства јединичних ћелија

Његова властита дефиниција, поред управо објашњеног примјера, појашњава неколико његових својстава:

-Ако се крећу у простору, без обзира на смјер, добива се чврста или пуна стакла. То је због тога што, као што је речено код мачака и коза, они репродукују структурални низ; што је једнако просторној дистрибуцији репетитивних јединица.

-Требало би да буду што је могуће мање (или заузимају мало простора) у поређењу са другим могућим ћелијским опцијама.

-Они су, обично, симетрични. Слично томе, његова симетрија се рефлектује буквално у кристалима једињења; ако је јединична ћелија соли кубична, њени кристали ће бити кубични. Међутим, постоје кристалне структуре које су описане јединичним ћелијама са изобличеном геометријом.

-Они садрже репетитивне јединице, које се могу замијенити точкама, које пак творе тродимензионално оно што је познато као кончаница. У претходном примеру мачке и козе представљају ретикуларне тачке, виђене из супериорне равни; то јест, двије димензије.

Број јединица које се понављају

Јединице које се понављају или тачке мреже јединичних ћелија задржавају исту пропорцију чврстих честица.

Ако избројите број мачака и коза унутар плаве кутије, имат ћете двије мачке и козе. Исто се дешава и са зеленом кутијом и са црвеном кутијом (чак и ако већ знате да то није јединица ћелије).

Претпоставимо, на примјер, да су мачке и козе атоми Г и Ц, односно (чудно заваривање животиња). Пошто је однос између Г и Ц 2: 2 или 1: 1 у плавој кутији, може се очекивати, без грешака, да ће чврста твар имати формулу ГЦ (или ЦГ).

Када чврста твар представља мање или више компактне структуре, као што се то дешава са солима, металима, оксидима, сулфидима и легурама, у јединичним ћелијама не постоје целе репетитивне јединице; то јест, постоје делови или њихови делови, који чине једну или две јединице.

То није случај са ГЦ. Ако је тако, плава кутија би "подијелила" мачке и козе на два (1 / 2Г и 1 / 2Ц) или четири дијела (1 / 4Г и 1 / 4Ц). У следећим одељцима ће се видети да су у овим јединичним ћелијама тачке мреже погодно подељене на овај и на друге начине.

Које мрежне константе дефинишу јединичну ћелију?

Јединичне ћелије ГЦ примера су дводимензионалне; међутим, то се не односи на реалне моделе који узимају у обзир све три димензије. Тако се квадрати или паралелограми трансформишу у паралелопипеде. Сада, термин "ћелија" има више смисла.

Димензије ових ћелија или паралелепипеда зависе од тога колико дуго су њихове стране и углови.

На доњој слици имамо доњи задњи угао паралелепипеда, састављен од страна а, б и ц, и углови α, β и γ.

Као што се може видети, а то је мало дуже него б и ц. У центру се налази тачкасти круг који означава углове α, β и γ, између ац, цб и ба, респективно. За сваку јединичну ћелију ови параметри имају константне вредности и дефинишу њихову симетрију и остатак кристала.

Поново применом неке маште, параметри слике би дефинисали ћелију сличну коцки растегнутој на њеној ивици а. Тако настају јединичне ћелије различитих дужина и углова њихових ивица, које се такође могу сврстати у неколико типова.

Типови

Обратите пажњу да у горњој слици покренете тачкасте линије унутар јединичних ћелија: оне означавају угао доњег леђа, као што је управо објашњено. Може се поставити следеће питање, где су ретикуларне тачке или репетитивне јединице? Иако дају погрешан утисак да су ћелије празне, одговор лежи у њиховим врховима.

Ове ћелије се генеришу или бирају на такав начин да се репетитивне јединице (сиве тачке слике) налазе у њиховим врховима. У зависности од вредности параметара утврђених у претходном одељку, изведене су константе за сваку јединичну ћелију, седам кристалних система.

Сваки кристални систем има своју јединствену ћелију; други дефинише први. На горњој слици налази се седам кутија, које одговарају седам кристалних система; или на мало више сажети начин, кристалне мреже. Тако, на пример, кубична јединична ћелија одговара једном од кристалних система који дефинише кубичну кристалну мрежу.

Према слици, кристални системи или мреже су:

-Цубиц

-Тетрагонал

-Ортхорхомбиц

-Хекагонал

-Моноцлиниц

-Трицлиницс

-Тригонал

И унутар тих кристалних система настају други који чине четрнаест Браваових мрежа; да су међу свим кристалним мрежама оне најосновније.

Цубиц

У коцки су све стране и углови једнаки. Према томе, у овој јединичној ћелији је тачно следеће:

а = б = ц

α = β = γ = 90º

Постоје три кубичне јединичне ћелије: једноставне или примитивне, центриране на телу (бцц), и центриране на лицима (фцц). Разлике леже у начину расподеле тачака (атома, јона или молекула) и броја њих.

Која од ових ћелија је најкомпактнија? Оно чија је запремина више заузета тачкама: кубик центриран на лицима. Имајте на уму да, ако на почетку заменимо тачке за мачке и козе, оне не би биле ограничене на једну ћелију; они би припадали неколицини. Опет, то би били делови Г или Ц.

Број јединица

Ако би мачке или козе биле у врховима, дијелиле би их 8 јединствених ћелија; то јест, свака ћелија би имала 1/8 Г или Ц. Сакупите или замислите 8 коцки, у две колоне од по два реда, да бисте их визуелизовали.

Ако би мачке или козе биле на лицима, дијелиле би их само 2 јединичне ћелије. Да бисте је видели, ставите две коцке заједно.

С друге стране, ако би мачка или коза били у центру коцке, припадали би само једној јединичној ћелији; исто се дешава са кутијама главне слике, када се приступи концепту.

Речено је горе, унутар једноставне ћелијске ћелије коју имате а јединица или ретикуларна тачка, јер има 8 врхова (1/8 к 8 = 1). За кубичну ћелију са центром на телу имамо: 8 врхова, који су једнаки атому, и тачку или јединицу у центру; дакле, тамо два јединица.

А за кубичну ћелију са средиштем на лицима имамо: 8 врхова (1) и шест лица, где је половина сваке тачке или јединице дељена (1/2 к 6 = 3); дакле, има четири јединица.

Тетрагонал

Слични коментари могу се дати у вези са јединичном ћелијом за тетрагонални систем. Његови структурни параметри су следећи:

а = б = ц

α = β = γ = 90º

Ортхорхомбиц

Параметри за орторомбијску ћелију су:

а = б = ц

α = β = γ = 90º

Моноцлиниц

Параметри за моноклинску ћелију су:

а = б = ц

α = γ = 90º; β º 90º

Трицлиницс

Параметри за трицлинску ћелију су:

а = б = ц

α = β = γ = 90º

Хекагонал

Параметри за хексагоналне ћелије су:

а = б = ц

α = β = 90º; γ = 120º

У ствари, ћелија је трећи део хексагоналне призме.

Тригонал

И на крају, параметри за тригоналне ћелије су:

а = б = ц

α = β = γ = 90º

Референце

1. Вхиттен, Давис, Пецк & Станлеи. (2008). Цхемистри (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Леарнинг П 474-477.
2. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
3. Википедиа. (2019). Примитивна ћелија. Преузето са: ен.википедиа.орг
4. Бриан Степхание. (2019). Јединична ћелија: Параметри решетке и кубичне структуре. Студија. Преузето са: студи.цом
5. Академски ресурсни центар. (с.ф.). Кристалне структуре. [ПДФ] Технолошки институт у Иллиноису. Преузето са: веб.иит.еду
6. Белфорд Роберт. (7. фебруар 2019). Кристалне решетке и јединичне ћелије. Цхемистри Либретектс. Преузето са: цхем.либретектс.орг