Podíl:
Vlastnosti jednotných buněk, konstanty a typy sítí
buňka je to imaginární prostor nebo oblast, která představuje minimální vyjádření celku; že v případě chemie by se celek stal krystalem složeným z atomů, iontů nebo molekul, které jsou uspořádány podle strukturního vzoru.
V každodenním životě naleznete příklady, které tento koncept ztělesňují. K tomu je třeba věnovat pozornost objektům nebo povrchům, které vykazují určité opakované pořadí jejich prvků. Některé mozaiky, basreliéfy, kazetové stropy, plechy a tapeta mohou v obecné rovině zahrnovat to, co je chápáno jednotkovou buňkou..
Pro jasnější ilustraci máte horní obrázek, který lze použít jako tapetu. V něm se objevují kočky a kozy se dvěma alternativními smysly; kočky jsou na nohou nebo na hlavě a kozy leží vzhůru nebo dolů.
Tyto kočky a kozy vytvářejí opakující se strukturní sekvenci. Pro sestavení celého papíru by stačilo, aby se unitární buňka rozmnožovala povrchem dostatečným počtem krát, pomocí translačních pohybů.
Možné jednotkové buňky jsou reprezentovány modrými, zelenými a červenými rámečky. K získání příspěvku lze použít kterýkoli z těchto tří prvků; ale je nutné je imaginativně pohybovat podél povrchu, abyste zjistili, zda reprodukují stejnou sekvenci pozorovanou na snímku.
Počínaje červeným náměstím by bylo oceněno, že pokud by byly tři sloupy (koček a koz) přesunuty doleva, dvě kozy by se již v dolní části neobjevily, ale pouze jedna. To by tedy vedlo k další sekvenci a nemůže být považováno za jednotkovou buňku.
I když se pohybovali imaginárně na dvou čtvercích, modré a zelené, ano, tak by se získala stejná posloupnost papíru. Oba jsou unitární buňky; Modrý rámeček však více dodržuje definici, protože je menší než zelený rámeček.
Index
- 1 Vlastnosti jednotkových buněk
- 1.1 Počet opakujících se jednotek
- 2 Jaké síťové konstanty definují jednotkovou buňku?
- 3 Typy
- 3.1 Kubický
- 3.2 Tetragonální
- 3.3 Orthorhombic
- 3.4 Monoklinika
- 3.5 Triclinika
- 3.6 Šestihranný
- 3.7 Trigonální
- 4 Odkazy
Vlastnosti jednotkových buněk
Vlastní definice, kromě právě vysvětleného příkladu, objasňuje několik jeho vlastností:
-Pokud se pohybují ve vesmíru, bez ohledu na to, jakým směrem, bude pevné nebo plné sklo získat. Je to proto, že, jak je uvedeno u koček a koz, reprodukují strukturní sekvenci; co se rovná prostorovému rozložení repetitivních jednotek.
-Měly by být co nejmenší (nebo zabírat malý objem) ve srovnání s jinými možnými možnostmi buněk.
-Obvykle jsou symetrické. Podobně, jeho symetrie je odrážena doslovně v krystalech sloučeniny; jestliže jednotková buňka soli je krychlová, jeho krystaly budou kubické. Existují však krystalické struktury, které jsou popsány s jednotkovými buňkami s deformovanými geometriemi.
-Obsahují repetitivní jednotky, které mohou být nahrazeny body, které zase skládají trojrozměrné co je známo jako retikul. V předchozím příkladu kočky a kozy představují retikulární body, viděné z nadřazené roviny; to znamená dva rozměry.
Počet opakujících se jednotek
Opakované jednotky nebo body mřížky jednotkových buněk udržují stejný podíl pevných částic.
Pokud počítáte počet koček a koz uvnitř modrého rámečku, budete mít dvě kočky a kozy. Totéž se děje se zeleným rámečkem a také červeným rámečkem (i když již víte, že se nejedná o buňku jednotky).
Předpokládejme například, že kočky a kozy jsou atomy G a C (divné zvířecí svařování). Protože poměr mezi G a C je 2: 2 nebo 1: 1 v modrém rámečku, lze očekávat, že bez chyb bude mít pevná látka vzorec GC (nebo CG)..
Když tuhá látka představuje více či méně kompaktní struktury, jak se to děje se solemi, kovy, oxidy, sulfidy a slitinami, v jednotných buňkách nejsou úplné repetitivní jednotky; tj. tam jsou části nebo jejich části, které přidávají až jednu nebo dvě jednotky.
To není případ GC. Pokud ano, modrý rámeček by „rozdělil“ kočky a kozy na dvě (1 / 2G a 1 / 2C) nebo čtyři části (1 / 4G a 1 / 4C). V dalších sekcích bude vidět, že v těchto jednotných buňkách jsou body mřížky v tomto a jiných způsobech vhodně rozděleny.
Jaké síťové konstanty definují jednotkovou buňku?
Jednotkové buňky příkladu GC jsou dvojrozměrné; to však neplatí pro reálné modely, které berou v úvahu všechny tři rozměry. Čtverce nebo rovnoběžníky jsou tedy transformovány do hranolků. Termín „buňka“ nyní dává větší smysl.
Rozměry těchto buněk nebo hranolků závisí na délce jejich stran a úhlů.
V dolním obrázku máme dolní zadní roh hranolového hranolu složeného ze stran a, b a c, a úhly a, p a y.
Jak je vidět, a je to o něco déle než b a c. Ve středu je tečkovaný kruh, který označuje úhly α, β a γ, mezi nimi ac, cb a ba, resp. Pro každou buňku jednotky mají tyto parametry konstantní hodnoty a definují jejich symetrii a symetrii zbytku krystalu.
Pokud použijeme znovu nějakou představivost, parametry obrazu definují buňku podobnou kostce natažené na jejím okraji a. Tak vznikají jednotkové buňky s různými délkami a úhly jejich hran, které mohou být také rozděleny do několika typů.
Typy
Všimněte si, že začnete v horním obrázku tečkované čáry uvnitř buněk jednotky: označují dolní úhel zad, jak bylo právě vysvětleno. Lze položit následující otázku, kde jsou retikulární body nebo opakující se jednotky? I když dávají mylný dojem, že buňky jsou prázdné, odpověď leží v jejich vrcholech.
Tyto buňky jsou generovány nebo vybírány tak, že repetitivní jednotky (šedé body obrazu) jsou umístěny v jejich vrcholech. V závislosti na hodnotách parametrů stanovených v předchozí sekci, konstanty pro každou jednotkovou buňku, je odvozeno sedm krystalických systémů.
Každý krystalický systém má svou vlastní jednotkovou buňku; druhá definuje první. V horním obrázku je sedm krabic, které odpovídají sedmi krystalickým systémům; nebo v mírně souhrnnějším způsobem krystalické sítě. Tak například buňka krychlové jednotky odpovídá jednomu z krystalických systémů, které definují kubickou krystalickou síť.
Podle obrázku jsou krystalické systémy nebo sítě:
-Kubický
-Tetragonální
-Orthorhombic
-Šestihranný
-Monoklinika
-Triclinika
-Trigonal
V těchto krystalických systémech vznikají další, které tvoří čtrnáct sítí Bravais; že mezi všemi krystalickými sítěmi jsou nejzákladnější.
Kubický
V kostce jsou všechny strany a úhly stejné. Proto v této jednotkové buňce platí následující:
a = b = c
α = β = γ = 90 °
Tam jsou tři buňky krychlové jednotky: jednoduchý nebo primitivní, vystředěný na těle (bcc), a vycentrovaný na tvářích (fcc). Rozdíly spočívají v tom, jak jsou body (atomy, ionty nebo molekuly) distribuovány a jejich počet.
Které z těchto buněk jsou nejkompaktnější? Ten, jehož objem je více obsazen body: kubický střed na tvářích. Všimněte si, že kdybychom na začátku nahradili body pro kočky a kozy, neomezovali by se na jednu buňku; budou patřit a být sdíleny několika. Opět by to byly části G nebo C.
Počet jednotek
Pokud by byly kočky nebo kozy ve vrcholech, byly by sdíleny 8 jednotkovými buňkami; to znamená, že každá buňka by měla 1/8 G nebo C. Sbírejte nebo si představte 8 kostek, ve dvou sloupcích po dvou řádcích, aby se zobrazily.
Kdyby byly kočky nebo kozy na tvářích, byly by sdíleny pouze 2 jednotkovými buňkami. Chcete-li to vidět, stačí dát dohromady dvě kostky.
Na druhé straně, jestliže kočka nebo koza byli ve středu kostky, oni by jen patřili k jediné jednotkové buňce; totéž se děje s krabicemi hlavního obrazu, kdy se koncept přiblížil.
Řekl pak výše, uvnitř jednoduché kubické jednotky buňky máte a jednotka nebo retikulární bod, protože má 8 vrcholů (1/8 x 8 = 1). Pro kubickou buňku soustředěnou na těle máme: 8 vrcholů, které se rovnají atomu, a bod nebo jednotku ve středu; proto tam dva jednotek.
A kubická buňka se soustředila na tváře, které máme: 8 vrcholů (1) a šest tváří, kde je polovina každého bodu nebo jednotky sdílena (1/2 x 6 = 3); proto má čtyři jednotek.
Tetragonální
Podobné komentáře lze učinit, pokud jde o jednotkovou buňku pro tetragonální systém. Jeho strukturální parametry jsou následující:
a = b ≠ c
α = β = γ = 90 °
Orthorhombic
Parametry pro ortorombickou buňku jsou:
a ≠ b ≠ c
α = β = γ = 90 °
Monoklinika
Parametry pro monoklinickou buňku jsou:
a ≠ b ≠ c
α = γ = 90 °; β ≠ 90º
Triclinika
Parametry triclinické buňky jsou:
a ≠ b ≠ c
α ≠ β ≠ γ ≠ 90 °
Šestihranný
Parametry pro hexagonální buňku jsou:
a = b ≠ c
α = β = 90 °; γ ≠ 120º
Ve skutečnosti je buňka třetí částí hexagonálního hranolu.
Trigonal
A konečně parametry pro trigonální buňku jsou:
a = b = c
α = β = γ ≠ 90º
Odkazy
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8. vydání). CENGAGE Učení P 474-477.
- Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chemie (Čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Primitivní buňka. Zdroj: en.wikipedia.org
- Bryan Stephanie. (2019). Jednotková buňka: Parametry mřížky a kubické struktury. Studie. Zdroj: study.com
- Centrum akademických zdrojů. (s.f.). Křišťálové struktury. [PDF] Illinois institut technologie. Zdroj: web.iit.edu
- Belford Robert. (7. února 2019). Krystalové mřížky a jednotkové buňky. Chemie Libretexts. Zdroj: chem.libretexts.org