Struktúra kristályszerkezete, típusai és példái



az kristályszerkezet Az egyik szilárd állapot azt jelenti, hogy az atomok, ionok vagy molekulák a természetben alkalmazhatók, melyet nagy térbeli elrendezés jellemez. Más szavakkal, ez a „corpuscularis architektúra” bizonyítéka, amely sok testet határoz meg fényes és üveges megjelenéssel.

Mi elősegíti vagy milyen erőt képvisel ez a szimmetria? A részecskék nem egyedül vannak, hanem kölcsönhatásba lépnek egymással. Ezek az interakciók energiát fogyasztanak, és befolyásolják a szilárd anyagok stabilitását, úgyhogy a részecskék arra törekednek, hogy az energiaveszteség minimalizálása érdekében magukba foglalják magukat..

Ezután a bennük rejlő természetük miatt a legstabilabb térbeli elrendezésbe kerülnek. Ilyen lehet például abban az esetben, ha az azonos töltésekkel rendelkező ionok közötti repulziók minimálisak, vagy ha az atomok, például a fémek, a csomagolásukban a lehető legnagyobb mennyiséget foglalják el.

A "kristály" szónak olyan kémiai jelentése van, amelyet más szervek számára félrevezethetünk. Kémiailag egy rendezett szerkezetre (mikroszkóposan) utal, amely például DNS-molekulákból (DNS-kristályból) állhat..

Mindazonáltal népszerűen használják, hogy bármilyen tárgyat vagy üveges felületet, például tükröket vagy palackokat használjanak. A valódi kristályokkal ellentétben az üveg egy szilikátok és sok más adalékanyag amorf szerkezete.

index

  • 1 Szerkezet
    • 1.1 Egységes sejt
  • 2 típus
    • 2.1 Kristályos rendszerének megfelelően
    • 2.2 Kémiai jellege szerint
  • 3 Példák
    • 3.1 K2Cr2O7 (triklinikus rendszer)
    • 3,2 NaCl (köbös rendszer)
    • 3.3 ZnS (wurtzit, hatszögletű rendszer)
    • 3.4 CuO (monoklinikus rendszer)
  • 4 Referenciák

struktúra

A felső képen néhány smaragd gyöngyszem látható. Mint ezek, sok más ásványi anyag, só, fém, ötvözet és gyémánt kristályos szerkezetű; De mi a kapcsolat a rendelés és a szimmetria között??

Ha egy kristályt, amelynek részecskéit szabad szemmel megfigyelhetjük, szimmetrikus műveletekkel (inverz, különböző szögben forgatva, síkban tükrözik, stb.) Alkalmazzák, akkor a tér minden dimenziójában érintetlen marad..

Az amorf szilárd anyag esetében az ellenkezője különbözõ rendezéseket kap, ha szimmetrikus mûködésnek vetjük alá. Ezenkívül hiányzik a strukturális ismétlődési mintázat, amely a részecskék véletlenszerű eloszlását mutatja.

Mi a legkisebb egység, amely a szerkezeti mintát alkotja? A felső képen a kristályos szilárd anyag szimmetrikus a térben, míg az amorf nem.

Ha néhány négyzetet rajzol, amely narancssárga gömböt tartalmaz, és a szimmetria műveleteit alkalmazza, úgy találja, hogy más kristályrészeket generál.

Az előző dolog kisebb és kisebb négyzetekkel megismétlődik, amíg nem találja az aszimmetrikusat; a mérete előtti, definíció szerint az egységcella.

Egységes sejt

Az egységes cella a minimális szerkezeti kifejezés, amely lehetővé teszi a kristályos szilárd anyag teljes reprodukcióját. Ebből lehet összeállítani a kristályt, mozgatva a tér minden irányába.

Kis fióknak tekinthető (törzs, vödör, konténer stb.), Ahol a gömbök által képviselt részecskék töltési minta után helyezkednek el. Ennek a doboznak a méretei és geometriája függ a tengelyei hosszától (a, b és c), valamint a köztük lévő szögektől (α, β és γ)..

A legegyszerűbb az összes egység cellája az egyszerű köbös szerkezet (felső kép (1)). Ebben a gömbök középpontja a kocka sarkát foglalja el, négyet helyezve az alapjára és négyet a tetőre.

Ebben az elrendezésben a gömbök alig foglalják el a kocka teljes térfogatának 52% -át, és mivel a természet vákuumot vet fel, nincsenek olyan vegyületek vagy elemek, amelyek ezt a struktúrát alkalmazzák.

Ha azonban a gömbök ugyanabba a kockaba vannak elhelyezve oly módon, hogy az a középpontot foglalja el (a kocka középpontja a testen, bcc), akkor egy kompaktabb és hatékonyabb csomagolás lesz elérhető (2). Most a gömbök a teljes mennyiség 68% -át foglalják el.

Másrészről, a (3) pontban egyetlen gömb nem foglalja el a kocka közepét, hanem az arcuk közepét, és az összes térfogat 74% -át foglalja el (a kocka középen az arcokon, ccp).

Látható tehát, hogy ugyanezen kocka más elrendezése is lehetséges, amely megváltoztatja a gömbök csomagolásának módját (ionok, molekulák, atomok stb.)..

típus

A kristályszerkezetek kristályos rendszereik vagy részecskék kémiai jellege szerint osztályozhatók.

Például a köbös rendszer a leggyakoribb az összes közül, és sok kristályos szilárd anyagot szabályoznak belőle; ugyanez a rendszer mind az ionos kristályokra, mind a fémkristályokra vonatkozik.

Kristályos rendszere szerint

Az előző képen a hét fő kristályrendszer látható. Megfigyelhető, hogy ezek közül tizennégy van, amelyek ugyanazon rendszerek más csomagolási formáinak termékei, és a Bravais hálózatokat alkotják..

Az (1) - (3) pontokból a kristályok köbös kristályrendszerrel vannak ellátva. A (2) pontban (a kék csíkokkal) megfigyelhető, hogy a középpont és a sarkok gömbje nyolc szomszédral kölcsönhatásba lép, így a gömbök koordinációs száma 8. 12 (látni, hogy meg kell másolni a kockát bármilyen irányban).

A (4) és (5) elemek megfelelnek az egyszerű tetragonális rendszereknek, és az arcok középpontjában állnak. A cubikától eltérően a c tengelye hosszabb, mint az a és b tengelyek.

A (6) -tól (9) -ig az orthombombikus rendszerek: az egyszerű és középpontban az alapokon (7), a testre és az arcokra összpontosítottak. Ezekben az α, β és γ értékek 90 °, de minden oldal különböző hosszúságú.

A (10) és (11) ábrák a monoklinikus kristályok, és (12) a triklin, amely az utolsó szögek és tengelyek utolsó egyenlőtlenségeit mutatja be..

Az elem (13) a kubikussal analóg romboéderes rendszer, amely 90 ° -tól eltérő γ szöggel rendelkezik. Végül vannak hatszögletű kristályok

Az elemek (14) elmozdulása a szaggatott zöld vonalak által követett hatszögletű prizmából származik.

Kémiai jellege szerint

- Ha a kristályokat ionok képezik, akkor ezek a sókban jelenlévő ionos kristályok (NaCl, CaSO)4, CuCl2, KBr, stb.)

- Molekulák, például glükóz forma (ha lehetséges) molekuláris kristályok; ebben az esetben a híres cukor kristályok.

- Atomok, amelyek kötése lényegében kovalens formájú, kovalens kristályokat képez. Ilyen például a gyémánt vagy a szilícium-karbid.

- A fémek, mint például az arany, kompakt köbös szerkezeteket alkotnak, amelyek a fémkristályok.

Példák

K2Cr2O7 (triklinikus rendszer)

NaCl (köbös rendszer)

ZnS (wurtzit, hatszögletű rendszer)

CuO (monoklinikus rendszer)

referenciák

  1. Quimitube. (2015). Miért nem "kristályok" nem kristályok. Visszavonva 2018. május 24-én, a következő címen: quimitube.com
  2. Pressbooks. 10.6 A kristályos szilárd anyagok rácsszerkezetei. Született 2018. május 26-án: opentextbc.ca
  3. Kristályszerkezetek Tudományos erőforrásközpont. [PDF]. Visszavonva 2018. május 24-én: web.iit.edu
  4. Ming. (2015. június 30.). Típusok Kristályszerkezetek. Született 2018. május 26-án, a következő címen: crystalvisions-film.com
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. január 31.). A kristályok típusai. Született 2018. május 26-án, a következő címen: thinkco.com
  6. KHI. (2007). Kristályos szerkezetek. Született 2018. május 26-án, a következőtől: folk.ntnu.no
  7. Paweł Maliszczak. (2016. április 25.). Durva smaragd kristályok a Panjshir-völgyről Afganisztánban. [Ábra]. Visszavonva 2018. május 24-én, a következő címen: commons.wikimedia.org
  8. Napy1kenobi. (2008. április 26.). Bravais-rácsok. [Ábra]. Született 2018. május 26-án, a következő címen: commons.wikimedia.org
  9. Felhasználó: Sbyrnes321. (2011. november 21.). Kristályos vagy amorf. [Ábra]. Született 2018. május 26-án, a következő címen: commons.wikimedia.org