Egységes cellatulajdonságok, hálózati állandók és típusok

az egység cella ez egy képzeletbeli tér vagy régió, amely egy egész kifejezés minimális expresszióját képviseli; hogy a kémia esetében az egész egy olyan kristály, amely atomokból, ionokból vagy molekulákból áll, amelyek szerkezeti minta alapján vannak elrendezve..

A mindennapi életben olyan példákat talál, amelyek ezt a fogalmat megtestesítik. Ehhez figyelmet kell fordítani olyan tárgyakra vagy felületekre, amelyek elemeik bizonyos ismétlődő sorrendjét mutatják. Egyes mozaikok, domborművek, kazettás mennyezetek, lapok és háttérképek általánosan magukban foglalhatják azt, amit az egységcellák értenek.

Világosabb illusztrálásához megvan a felső kép, amelyet háttérképként lehet használni. A két macska és kecske két alternatív érzékeléssel jelenik meg; a macskák a lábukon vagy a fejükön vannak, és a kecskék felfelé vagy lefelé fekve fekszenek.

Ezek a macskák és kecskék ismétlődő szerkezeti szekvenciát hoznak létre. Ahhoz, hogy az összes papírt megépítsük, elegendő lenne az egységes cellát a felszínen elegendő számú alkalommal reprodukálni a transzlációs mozgások segítségével..

A lehetséges egységcellákat a kék, zöld és piros dobozok jelölik. Ezek közül bármelyik használható a papír beszerzésére; de szükség van arra, hogy képzeletileg mozgassuk őket a felszínen, hogy megtudjuk, megismételik-e a képben megfigyelt szekvenciát.

A vörös négyzetből kiindulva, az is elismerhető, hogy ha három oszlopot (macskát és kecskét) balra mozgattak, két kecske már nem jelenik meg az alsó részen, hanem csak egy. Ezért egy másik szekvenciához vezetne, és nem tekinthető egységcellának.

Míg ha képzeletbeli mozdulatokba kerülnek, akkor a két négyzet, a kék és a zöld, igen ugyanaz a sorozat a papírból. Mindkettő egységes sejt; a kék doboz azonban jobban eleget tesz a definíciónak, mivel kisebb, mint a zöld doboz.

index

• 1 Az egységcellák tulajdonságai
  • 1.1 Ismétlődő egységek száma
• 2 Milyen hálózati állandók határozzák meg az egységcellát?
• 3 típus
  • 3.1 Kocka
  • 3.2 Tetragonális
  • 3.3 Orthorombikus
  • 3.4 Monoklin
  • 3.5 Triklinika
  • 3.6 Hatszögletű
  • 3.7 Trigonális
• 4 Referenciák

Az egységcellák tulajdonságai

Saját definíciója, az éppen ismertetett példán túl, számos tulajdonságát tisztázza:

-Ha az űrben mozognak, függetlenül attól, hogy milyen irányban, a szilárd vagy a teljes üveg lesz. Ez azért van, mert a macskák és kecskék esetében említettük, hogy a strukturális szekvenciát reprodukálják; ami megegyezik az ismétlődő egységek térbeli eloszlásával.

-Ezeknek a lehető legkisebbnek kell lenniük (vagy kis térfogatban kell lenniük) a többi lehetséges cellatípushoz képest.

-Ezek általában szimmetrikusak. Hasonlóképpen, a szimmetriája szó szerint tükröződik a vegyület kristályaiban; ha a só egység cellája köbös, akkor kristályai köbösek lesznek. Vannak azonban olyan kristályos szerkezetek, amelyek torzított geometriájú egységcellákkal vannak leírva.

-Ismétlődő egységeket tartalmaznak, amelyek helyettesíthetők olyan pontokkal, amelyek viszont háromdimenziósnak nevezhetőek, ami úgynevezett retikulum. Az előző példában a macskák és a kecskék a retikuláris pontokat reprezentálják; azaz két dimenzió.

Ismétlődő egységek száma

Az egységcellák ismétlődő egységei vagy rácspontjai ugyanolyan arányban tartják meg a szilárd részecskéket.

Ha számítod a macskák és kecskék számát a kék dobozban, két macska és kecske lesz. Ugyanez történik a zöld mezővel, és a piros mezővel is (még akkor is, ha már tudja, hogy nem egy egység cellája).

Tegyük fel például, hogy a macskák és kecskék G és C atomok (furcsa állathegesztés). Mivel a G és C aránya a kék dobozban 2: 2 vagy 1: 1, hiba nélkül feltételezhető, hogy a szilárd anyag GC (vagy CG) képlet lesz..

Amikor a szilárd anyag több vagy kevésbé tömör szerkezetet mutat, ahogy a sókkal, fémekkel, oxidokkal, szulfidokkal és ötvözetekkel történik, az egységes sejtekben nincsenek teljes ismétlődő egységek; vagyis vannak olyan részek vagy részei, amelyek egy vagy két egységet tartalmaznak.

Ez nem így van a GC esetében. Ha igen, a kék doboz két (1 / 2G és 1 / 2C) vagy négy részből (1 / 4G és 1 / 4C) osztja a macskákat és kecskéket. A következő szakaszokban látható, hogy ezekben az egységes cellákban a rácspontok kényelmesen oszlanak meg ebben és más módon.

Milyen hálózati állandók határozzák meg az egységcellát?

A GC példa egység cellái kétdimenziósak; ez azonban nem vonatkozik azokra a valós modellekre, amelyek mindhárom dimenziót figyelembe veszik. Így a négyzetek vagy a párhuzamos ábrák párhuzamosan alakulnak át. Most a "sejt" kifejezés értelmebb.

Ezeknek a sejteknek vagy párhuzamosan elhelyezkedő részeknek a méretei attól függenek, hogy milyen hosszúak az oldaluk és a szögük.

Az alsó képen a párhuzamosan elhelyezett alsó hátsó sarok van, amely az oldalakból áll hogy, b és c, és az α, β és γ szögek.

Mint látható, hogy ez egy kicsit hosszabb b és c. A középpontban van egy szaggatott kör, amely jelzi az α, β és γ szögeket ac, cb és ba, volt. Minden egyes egységcellánál ezek a paraméterek állandó értékekkel rendelkeznek, és meghatározzák a szimmetriát és a többi kristály szimmetriáját.

A kép újfajta képzeletét alkalmazva a kép paraméterei egy olyan falat definiálnának, amely hasonló a kocka széléhez hogy. Ily módon különböző szélességű és széleihez tartozó egységcellák lépnek fel, amelyek több típusba is sorolhatók.

típus

Figyelmeztetés arra, hogy a felső képen kezdje el a pontozott vonalakat az egységcellákon belül: az alsó hátsó szöget jelzi, amint azt az előzőekben ismertettük. A következő kérdést lehet feltenni, hol vannak a retikuláris pontok vagy az ismétlődő egységek? Annak ellenére, hogy a sejtek üresek, a válaszok csúcsaiban találhatók.

Ezeket a sejteket úgy állítjuk elő, vagy úgy választjuk meg, hogy az ismétlődő egységek (a kép szürke pontjai) a csúcsaikban találhatók. Az előző szakaszban meghatározott paraméterek értékeitől függően minden egyes egységcellára vonatkozó konstansok hét kristályos rendszerből származnak.

Minden kristályrendszer rendelkezik saját egységcellával; a második meghatározza az elsőt. A felső képen a hét kristályos rendszernek megfelelő hét doboz van; vagy valamivel összevontabb módon, kristályos hálózatok. Így például egy köbös egység cellája megfelel az egyik kristályos rendszernek, amely egy köbös kristályos hálózatot határoz meg.

A kép szerint a kristályos rendszerek vagy hálózatok:

-kocka alakú

-négyszögű

-rombos

-hatszögletű

-monoklin

-triklin

-trigonális

És ezeken a kristályos rendszereken mások keletkeznek, amelyek alkotják a tizennégy Bravais-hálózatot; hogy a kristályos hálózatok között ezek a legalapvetőbbek.

kocka alakú

A kocka minden oldala és szöge egyenlő. Ezért ebben az egységcellában a következő igaz:

hogy = b = c

α = β = γ = 90º

Három köbméter egységnyi cellája van: egyszerű vagy primitív, a testre koncentrálva (bcc), és az arcokra (fcc) központosítva. A különbségek abban rejlik, hogy a pontok (atomok, ionok vagy molekulák) eloszlanak, és azok számában.

Melyik sejt a legkompaktabb? Az, akinek a térfogata több pontot foglal el: a kocka az arcokon van. Ne feledje, hogy ha a macskák és kecskék pontjait az elején helyettesítjük, akkor nem lenne egyetlen cellára korlátozva; tartoznak, és többek is megosztanák őket. Ismét G vagy C részei lennének.

Egységek száma

Ha a macskák vagy kecskék a csúcsokban voltak, akkor 8 egységnyi sejtet osztanának meg; azaz minden egyes cellában 1/8 G vagy C lenne. Gyűjtsünk össze vagy képzeljünk el 8 kockát két sorban két sorban, hogy megjelenítsük.

Ha a macskák vagy kecskék az arcokon voltak, csak 2 egységcellát osztanának meg. Ahhoz, hogy láthassuk, csak két kockát állítsunk össze.

Másrészt, ha a macska vagy a kecske a kocka közepén volt, csak egyetlen egységes cellához tartoznának; ugyanez történik a főképek dobozával is, amikor a koncepció közeledett.

Azt mondta, hogy a fentiekben egy egyszerű, köbméteres cellában van egy egység vagy retikuláris pont, mivel 8 csúcsa van (1/8 x 8 = 1). A testre fókuszált köbös cellára van: 8 csúcs, ami egy atomnak felel meg, és egy pont vagy egység a központban; ezért ott két egységek.

És a kocka alakú cellák középpontjában a következő arcok állnak: 8 csúcs (1) és hat arc, ahol az egyes pontok vagy egységek felét megosztják (1/2 x 6 = 3); ezért van négy egységek.

négyszögű

Hasonló észrevételeket lehet tenni a tetragonális rendszer egységcellájával kapcsolatban. Szerkezeti paraméterei a következők:

hogy = b ≠ c

α = β = γ = 90º

rombos

Az ortorombikus sejtek paraméterei:

hogy ≠ b ≠ c

α = β = γ = 90º

monoklin

A monoklinikus sejtek paraméterei:

hogy ≠ b ≠ c

α = γ = 90º; β ≠ 90º

triklin

A triklin sejtek paraméterei:

hogy ≠ b ≠ c

α ≠ β ≠ γ ≠ 90º

hatszögletű

A hatszögletű cellák paraméterei:

hogy = b ≠ c

α = β = 90º; γ ≠ 120º

Valójában a sejt a hatszögletű prizma harmadik része.

trigonális

Végül pedig a trigonális cella paraméterei:

hogy = b = c

α = β = γ ≠ 90º

referenciák

1. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Learning P 474-477.
2. Shiver & Atkins. (2008). Szervetlen kémia (Negyedik kiadás). Mc Graw-hegy.
3. Wikipedia. (2019). Primitív sejt. Lap forrása: en.wikipedia.org
4. Bryan Stephanie. (2019). Egységcella: rácsparaméterek és köbös szerkezetek. Tanulmány. Visszaváltva: study.com
5. Tudományos erőforrásközpont. (N.d.). Kristályszerkezetek. [PDF]. Illinois Technológiai Intézet. Lap forrása: web.iit.edu
6. Belford Robert. (2019. február 7.). Kristályrácsok és egységcellák. Kémia Libretexts. Lap forrása: chem.libretexts.org