Vieningos ląstelių savybės, tinklo konstantos ir tipai

The vieneto elementas tai yra įsivaizduojama erdvė arba regionas, vaizduojantis minimalią visumos išraišką; kad chemijos atveju visa taptų kristalais, susidedančiais iš atomų, jonų ar molekulių, kurios yra išdėstytos pagal struktūrinį modelį.

Kasdieniame gyvenime galite rasti pavyzdžių, kurie įkūnija šią koncepciją. Tam būtina atkreipti dėmesį į daiktus ar paviršius, kurie turi tam tikrą pasikartojančią jų elementų tvarką. Kai kurios mozaikos, baziniai reljefai, koferuotos lubos, lakštai ir tapetai gali apimti bendrą sąvoką, ką supranta vieneto elementas.

Norėdami tai iliustruoti, jūs turite viršutinį vaizdą, kuris gali būti naudojamas kaip tapetai. Jame atsiranda katės ir ožkos su dviem alternatyviais pojūčiais; katės yra ant kojų ar galvos, o ožkos gulėdamos ieško aukštyn arba žemyn.

Šios katės ir ožkos sukuria pasikartojančią struktūrinę seką. Norint sukurti visą popierių, pakaktų vienodo ląstelės atkurti paviršiuje pakankamai kartų, naudojant transliacijos judesius.

Galimus vieneto elementus vaizduoja mėlynos, žalios ir raudonos dėžės. Bet kuris iš šių trijų gali būti naudojamas popieriui gauti; tačiau būtina jas vaizduotai perkelti į paviršių, kad sužinotumėte, ar jie atkuria tą pačią seką, stebėtą vaizde.

Pradedant nuo raudonos kvadratės, būtų vertinama, kad jei į kairę būtų perkeltos trys kolonos (kačių ir ožkų), apatinėje dalyje, o tik vienoje, nebebūtų rodomos dvi ožkos. Todėl jis sukeltų kitą seką ir negali būti laikomas vieneto elementu.

Nors jei jie būtų įsivaizduojami, abu kvadratai, mėlyni ir žali, taip pat būtų gauti tą pačią popieriaus seką. Abi yra vienodos ląstelės; tačiau mėlyna dėžė laikosi daugiau apibrėžimo, nes ji yra mažesnė už žaliąją dėžutę.

Indeksas

• 1 Vieneto elementų savybės
  • 1.1 Pasikartojančių vienetų skaičius
• 2 Kokios tinklo konstantos apibrėžia vieneto langelį?
• 3 tipai
  • 3.1 Kubinis
  • 3.2 Tetragonal
  • 3.3 Orthorombas
  • 3.4 Monoklinika
  • 3.5 Triklinikai
  • 3.6 Šešiakampis
  • 3.7 Trigonal
• 4 Nuorodos

Vieneto ląstelių savybės

Savo apibrėžime, be to, ką tik paaiškinta, paaiškinamos kelios jo savybės:

-Jei jie judės erdvėje, nesvarbu, kokia kryptimi, tai bus gautas kietas arba pilnas stiklas. Taip yra todėl, kaip minėta su katėmis ir ožkomis, jie atkuria struktūrinę seką; kas yra lygus pasikartojančių vienetų erdviniam pasiskirstymui.

-Jie turėtų būti kiek įmanoma mažesni (arba užimti nedidelį tūrį), palyginti su kitomis galimomis ląstelių parinktimis.

-Jie paprastai yra simetriški. Be to, jo simetrija atsispindi tiesiai junginio kristaluose; jei druskos vienetas yra kubinis, jo kristalai bus kubiniai. Tačiau yra kristalinių struktūrų, apibūdintų su vienodomis ląstelėmis su iškraipytomis geometrijomis.

-Juose yra pasikartojančių vienetų, kuriuos galima pakeisti taškais, kurie savo ruožtu sudaro trimatį, vadinamą tinkleliu. Ankstesniame pavyzdyje katės ir ožkos atspindi retikulinius taškus, žiūrint iš aukštesnės plokštumos; tai yra du matmenys.

Pasikartojančių vienetų skaičius

Vienetinių ląstelių pasikartojantys vienetai arba tinklelio taškai turi tą pačią kietųjų dalelių dalį.

Jei skaičiuojate mėlyname langelyje esančių kačių ir ožkų skaičių, turėsite dvi kačių ir ožkų. Tas pats atsitinka su žaliuoju laukeliu ir su raudonuoju langeliu (net jei jau žinote, kad tai nėra vieneto langelis).

Tarkime, pavyzdžiui, kad katės ir ožkos yra atitinkamai atomai G ir C (keistas gyvūnų suvirinimas). Kadangi santykis tarp G ir C yra 2: 2 arba 1: 1 mėlyname langelyje, galima tikėtis, kad be klaidų kietoji medžiaga turi formulę GC (arba CG).

Kai kietoji medžiaga turi daugiau ar mažiau kompaktiškų struktūrų, kaip tai atsitinka su druskomis, metalais, oksidais, sulfidais ir lydiniais, vieningose ​​ląstelėse nėra viso pasikartojančių vienetų; tai yra dalys arba jų dalys, kurios prideda iki vieno ar dviejų vienetų.

Tai nėra GC atveju. Jei taip, mėlyna dėžutė „padalintų“ katinas ir ožkas dviem (1 / 2G ir 1 / 2C) arba keturiomis dalimis (1 / 4G ir 1 / 4C). Kitose sekcijose bus matyti, kad šiose vieningose ​​ląstelėse tinklelio taškai yra patogiai suskirstyti į tokius ir kitus būdus.

Kokios tinklo konstantos apibrėžia vieneto langelį?

GC pavyzdžio vieneto ląstelės yra dvimatės; tačiau tai netaikoma tikriems modeliams, kurie vertina visus tris aspektus. Taigi kvadratai arba lygiagretės yra transformuojamos į lygiagrečius. Dabar terminas „ląstelė“ yra prasmingesnis.

Šių ląstelių ar lygiagrečių kiaurymių matmenys priklauso nuo to, kiek laiko yra jų šonai ir kampai.

Apatiniame atvaizde yra apatinis galinis kampas, kurį sudaro šoninės pusės a, b ir c, ir kampus α, β ir γ.

Kaip matyti, a tai šiek tiek ilgiau nei b ir c. Centre yra taškinis apskritimas, rodantis kampus α, β ir γ, tarp jų ac, cb ir ba, atitinkamai. Kiekvienam elemento elementui šie parametrai turi pastovias vertes ir apibrėžia jų simetriją ir likusio kristalo.

Dar kartą panaudojant vaizduotę, vaizdo parametrai apibrėžtų ląstelę, panašią į kubą, ištemptą ant jo krašto a. Taigi atsiranda skirtingų ilgių ir kampų vienetų ląstelės, kurios taip pat gali būti klasifikuojamos į keletą tipų.

Tipai

Atkreipkite dėmesį į tai, kad viršutiniame paveikslėlyje reikia pradėti taškines linijas viduje esančiose ląstelėse: jie nurodo apatinį nugaros kampą, kaip paaiškinta. Galima užduoti tokį klausimą, kur yra retikuliniai taškai ar pasikartojantys vienetai? Nors jie suteikia klaidingą įspūdį, kad ląstelės yra tuščios, atsakymas yra jų viršūnėse.

Šios ląstelės yra sukuriamos arba parenkamos taip, kad pasikartojantys vienetai (pilkos spalvos taškai) yra jų viršūnėse. Priklausomai nuo ankstesniame skyriuje nustatytų parametrų reikšmių, gaunamos kiekvienos vieneto ląstelės konstantos, septynios kristalinės sistemos.

Kiekviena kristalų sistema turi savo vieneto elementą; antrasis apibrėžia pirmąjį. Viršutiniame vaizde yra septyni dėžutės, atitinkančios septynias kristalines sistemas; arba šiek tiek apibendrintai, kristaliniai tinklai. Taigi, pavyzdžiui, kubinio vieneto ląstelė atitinka vieną iš kristalinių sistemų, apibrėžiančių kubinį kristalinį tinklą.

Pagal vaizdą kristalinės sistemos arba tinklai yra:

-Kubinis

-Tetragonal

-Orthombinis

-Šešiakampis

-Monoklinika

-Triklinikai

-Trigonal

Ir šiose kristalinėse sistemose atsiranda kitų, kurie sudaro keturiolika „Bravais“ tinklų; kad tarp visų kristalinių tinklų jie yra pagrindiniai.

Kubinis

Kubuose visos pusės ir kampai yra lygūs. Todėl šiuo vieneto elementu teisinga:

a = b = c

α = β = γ = 90º

Yra trys kubinių vienetų ląstelės: paprastos arba primityvios, centruojamos ant kūno (bcc) ir centruojamos ant veidų (fcc). Skirtumai kyla dėl taškų (atomų, jonų ar molekulių) paskirstymo ir jų skaičiaus.

Kurios iš šių ląstelių yra kompaktiškiausios? Tai, kurio tūris labiau užima taškus: kubinis centras, esantis ant veidų. Atkreipkite dėmesį, kad jei pradžioje pakeisime kačių ir ožkų taškus, jie nebūtų tik vienoje ląstelėje; jie priklausytų ir būtų dalijami keliais. Vėlgi, tai būtų G arba C dalys.

Vienetų skaičius

Jei katės ar ožkos buvo viršūnėse, jas dalintųsi 8 vieningos ląstelės; tai reiškia, kad kiekvienoje ląstelėje būtų 1/8 G arba C. Surinkite arba įsivaizduokite 8 kubelius dviejose dviejose eilutėse, kad jas būtų galima pamatyti..

Jei katės ar ožkos buvo ant veidų, jas dalintų tik 2 vieneto ląstelės. Norėdami tai pamatyti, tiesiog sudėkite du kubus.

Kita vertus, jei katė ar ožkas buvo kubo centre, jie priklausytų tik vienai vienai kamerai; tas pats atsitinka su pagrindinio įvaizdžio dėžutėmis, kai buvo kreiptasi į koncepciją.

Tada minėta pirmiau, paprasta kubinių vienetų ląstelėje, kurią turite a vienetas arba retikulinis taškas, nes jame yra 8 viršūnės (1/8 x 8 = 1). Kubiniam ląstelei, esančiai ant kūno, mes turime: 8 viršūnių, kurios yra lygios atomai, ir tašką ar vienetą centre; todėl ten du vienetų.

Ir kubinei ląstelei, kuri yra centre, mes turime: 8 viršūnių (1) ir šešis veidus, kuriuose dalijamasi kiekvienos taško arba vieneto pusė (1/2 x 6 = 3); todėl ji turi keturi vienetų.

Tetragonal

Panašios pastabos gali būti pateiktos ir apie tetragoninės sistemos vieneto elementą. Jos struktūriniai parametrai yra šie:

a = b ≠ c

α = β = γ = 90º

Orthombinis

Ortorombinės ląstelės parametrai yra:

a ≠ b ≠ c

α = β = γ = 90º

Monoklinika

Monoklininės ląstelės parametrai:

a ≠ b ≠ c

α = γ = 90º; β ≠ 90º

Triklinikai

Triklininės ląstelės parametrai:

a ≠ b ≠ c

α ≠ β ≠ γ ≠ 90º

Šešiakampis

Šešiakampio langelio parametrai yra:

a = b ≠ c

α = β = 90º; γ ≠ 120º

Tiesą sakant, ląstelė yra trečioji šešiakampės prizmės dalis.

Trigonal

Galiausiai, trigoninės ląstelės parametrai yra:

a = b = c

α = β = γ ≠ 90º

Nuorodos

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemija (8-asis red.). CENGAGE Learning P 474-477.
2. Shiver & Atkins. (2008). Neorganinė chemija (Ketvirtasis leidimas). Mc Graw kalnas.
3. Vikipedija. (2019). Primityvioji ląstelė. Gauta iš: en.wikipedia.org
4. Bryan Stephanie. (2019). Vieneto ląstelė: grotelių parametrai ir kubinės struktūros. Tyrimas. Gauta iš: study.com
5. Akademinių išteklių centras. (s.f.). Kristalinės struktūros. [PDF] Ilinojaus technologijos institutas. Gauta iš: web.iit.edu
6. Belfordas Robertas. (2019 m. Vasario 7 d.). Crystal lattices ir vieneto ląstelės. Chemijos Libretexts. Gauta iš: chem.libretexts.org