Dele:
Unitære celleegenskaper, nettverkskonstanter og typer
den enhetscelle det er en imaginær plass eller en region som representerer det minste uttrykket av en helhet; at i tilfelle av kjemi ville hele bli en krystall sammensatt av atomer, ioner eller molekyler, som er ordnet etter et strukturelt mønster.
I hverdagen kan du finne eksempler som legemliggjør dette konseptet. For dette er det nødvendig å være oppmerksom på gjenstander eller overflater som har en viss repetitiv rekkefølge av elementene deres. Noen mosaikker, bas-reliefs, coffered tak, ark og tapet kan generelt omfatte hva som forstås av enhetscelle.
For å illustrere det tydeligere har du det øvre bildet som kan brukes som bakgrunnsbilde. I det vises katter og geiter med to alternative sanser; kattene er på føttene eller hodet, og geitene ligger ned og ser opp eller ned.
Disse katter og geiter etablerer en gjentakende strukturelle sekvens. For å konstruere alt papiret, ville det være nok til å reprodusere den enhetlige cellen ved overflaten et tilstrekkelig antall ganger ved hjelp av translasjonsbevegelser.
De mulige enhetens celler representeres av de blå, grønne og røde boksene. Noen av disse tre kan brukes til å skaffe papiret; men det er nødvendig å flytte dem fantasifullt langs overflaten for å finne ut om de reproduserer den samme sekvensen som observeres i bildet.
Fra og med den røde boksen, er det klart at hvis tre kolonner (katter og geiter) til venstre vil flytte, ikke lenger vises i de to nederste geiter men bare én. Derfor vil det føre til en annen sekvens og kan ikke betraktes som en enhedscelle.
Selv om de flyttet inn i de to firkantene, blå og grønn, ja, den samme sekvensen av papiret ville bli oppnådd. Begge er enhetlige celler; Den blå boksen adlyder imidlertid mer definisjonen, siden den er mindre enn den grønne boksen.
index
- 1 Egenskaper av enhetens celler
- 1.1 Antall repeterende enheter
- 2 Hvilke nettverkskonstanter definerer en enhedscelle?
- 3 typer
- 3.1 kubisk
- 3.2 Tetragonal
- 3.3 Orthorhombic
- 3,4 monoklinisk
- 3,5 triclinics
- 3,6 sekskantet
- 3,7 Trigonal
- 4 referanser
Egenskaper av enhetens celler
Egen definisjon, i tillegg til eksemplet som nettopp er forklart, avklarer flere av egenskapene:
-Hvis de beveger seg i rommet, uansett hvilken retning, vil det faste eller fulle glass bli oppnådd. Dette er fordi, som nevnt med katter og geiter, reproduserer de strukturelle sekvenser; Hva er lik den romlige fordeling av de repeterende enhetene.
-De bør være så små som mulig (eller oppta lite volum) i forhold til andre mulige cellealternativer.
-De er vanligvis symmetriske. På samme måte reflekteres dets symmetri bokstavelig talt i forbindelsens krystaller; Hvis enhetscellen til et salt er kubisk, vil krystallene være kubiske. Imidlertid er det krystallinske strukturer som er beskrevet med enhedsceller med forvrengte geometrier.
-De inneholder repeterende enheter, som kan erstattes av poeng, som igjen komponerer tredimensjonale det som kalles en reticle. I forrige eksempel representerer katter og geiter retikulære punkter, sett fra et overlegent plan; det vil si to dimensjoner.
Antall repeterende enheter
De repeterende enhetene eller rutenettene til enhetens celler opprettholder samme andel faste partikler.
Hvis du teller antall katter og geiter inne i den blå boksen, har du to katter og geiter. Det samme skjer med den grønne boksen, og med den røde boksen også (selv om du allerede vet at det ikke er en enhetscelle).
Anta for eksempel at katter og geiter er henholdsvis atomer G og C (en merkelig dyssveising). Siden forholdet mellom G og C er 2: 2 eller 1: 1 i den blå boksen, kan det forventes, uten feil, at det faste stoffet vil ha formelen GC (eller CG).
Når det faste stoffet presenterer mer eller mindre kompakte strukturer, som det skjer med saltene, er metaller, oksyder, sulfider og legeringer i enhetlige celler ikke helt repeterende enheter; det vil si at det er deler eller deler derav, som legger opp til en eller to enheter.
Dette er ikke tilfelle for GC. I så fall vil den blå boksen "splitte" katter og geiter i to (1 / 2G og 1 / 2C) eller fire deler (1 / 4G og 1 / 4C). I neste avsnitt vil det bli sett at i disse enhetlige cellene blir gridpunktene fordelt på denne og andre måter.
Hvilke nettverkskonstanter definerer en enhedscelle?
Enhetscellene i GC-eksemplet er todimensjonale; Dette gjelder imidlertid ikke for ekte modeller som vurderer alle tre dimensjonene. Dermed blir kvadrater eller parallellogrammer transformert til parallelle piper. Nå er begrepet "celle" mer fornuftig.
Dimensjonene til disse cellene eller parallelepipedene avhenger av hvor lenge sidene og vinklene er.
I det nedre bildet har vi det nedre bakre hjørnet av parallellpiped, sammensatt av sidene til, b og c, og vinklene a, p og y.
Som det kan ses, til Det er litt lengre enn b og c. I senteret er det en stiplet sirkel for å angi vinklene a, β og γ, mellom ac, cb og BA, henholdsvis. For hver enhetscelle har disse parametrene konstante verdier, og definerer deres symmetri og resten av krystallet.
Ved å bruke noen fantasi igjen, ville bildens parametere definere en celle som ligner en kube som strekkes på kanten til. Dermed oppstår enhedsceller med forskjellige lengder og vinkler av deres kanter, som også kan klassifiseres i flere typer.
typen
Legg merke til å starte i det øvre bildet de stiplede linjene inne i enhetens celler: de angir nedre ryggvinkelen, som bare forklart. Følgende spørsmål kan bli spurt, hvor er retikulære punkter eller repeterende enheter? Selv om de gir feilaktig inntrykk av at cellene er tomme, ligger svaret i vertexene sine.
Disse cellene genereres eller velges på en slik måte at de repeterende enhetene (gråpunktene i bildet) befinner seg i deres hjørner. Avhengig av verdiene av parametrene som ble etablert i forrige avsnitt, er konstanter for hver enhetscelle, syv krystallinske systemer avledet.
Hvert krystallsystem har sin egen enhetscelle; den andre definerer den første. I det øvre bildet er det syv bokser, som svarer til de syv krystallinske systemene; eller på en litt mer oppsummert måte, krystallinske nettverk. Således svarer for eksempel en kubisk enhetcelle til et av de krystallinske systemene som definerer et kubisk krystallinsk nettverk.
Ifølge bildet er de krystallinske systemene eller nettverkene:
-kubiske
-tetragonal
-orthorhombisk
-sekskantede
-monoclinic
-triclinic
-trigonal
Og i disse krystallinske systemene oppstår andre som utgjør de fjorten Bravais-nettverkene; at blant alle krystallinske nettverk er de mest grunnleggende.
kubiske
I en terning er alle sider og vinkler like. Derfor er i denne enhetscellen sant følgende:
til = b = c
a = β = γ = 90º
Det er tre kubikk enheter celler: enkel eller primitiv, sentrert på kroppen (bcc), og sentrert på ansiktene (fcc). Forskjellene ligger i hvordan poengene (atomer, ioner eller molekyler) fordeles og i antall av dem.
Hvilken av disse cellene er den mest kompakte? Det hvis volum er mer opptatt av poeng: den kubiske senteret på ansiktene. Merk at hvis vi erstattet poengene for katter og geiter i begynnelsen, ville de ikke være begrenset til en enkelt celle; de ville tilhøre og bli delt av flere. Igjen, ville det være deler av G eller C.
Antall enheter
Hvis katter eller geiter var i kryssene, ville de bli delt av 8 enhetlige celler; det vil si at hver celle ville ha 1/8 G eller C. Samle inn eller forestille 8 kuber, i to kolonner med to rader hver for å visualisere det.
Hvis katter eller geiter var på ansiktene, ville de bare bli delt av 2 enheter celler. For å se det, legg bare to kubber sammen.
På den annen side, hvis katten eller geiten var i midten av terningen, ville de bare tilhøre en enkelt enhetlig celle; Det samme skjer med boksene i hovedbildet, da konseptet ble nærmet.
Sa det da ovenfor, innenfor en enkel kubisk enhet celle du har en enhet eller retikulært punkt, siden den har 8 hjørner (1/8 x 8 = 1). For den kubiske cellen som er sentrert på kroppen, har vi: 8 hjørner, som er lik et atom, og et punkt eller en enhet i midten; derfor der to enheter.
Og for den kubiske cellen som er sentrert på ansiktene, har vi: 8 hjørner (1) og seks ansikter, hvor i hvilken halvdel av hvert punkt eller enhet deles (1/2 x 6 = 3); derfor har den fire enheter.
tetragonal
Lignende kommentarer kan gis angående enhetcellen for tetragonal systemet. Dens strukturelle parametere er følgende:
til = b ≠ c
a = β = γ = 90º
orthorhombisk
Parametrene for den ortorombiske cellen er:
til ≠ b ≠ c
a = β = γ = 90º
monoclinic
Parametrene for den monokliniske cellen er:
til ≠ b ≠ c
a = y = 90º; β ≠ 90º
triclinic
Parametrene for triclinic cellen er:
til ≠ b ≠ c
a ≠ β ≠ γ ≠ 90º
sekskantede
Parametrene for sekskantet cellen er:
til = b ≠ c
a = β = 90º; γ ≠ 120º
Faktisk er cellen den tredje delen av et sekskantet prisme.
trigonal
Og til slutt er parametrene for trigonalcellen:
til = b = c
a = β = γ ≠ 90º
referanser
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utgave). CENGAGE Learning P 474-477.
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Primitiv celle. Hentet fra: en.wikipedia.org
- Bryan Stephanie. (2019). Enhetscelle: Gitterparametre og kubiske strukturer. Study. Hentet fra: study.com
- Academic Resource Center. (N.d.). Krystallstrukturer. [PDF]. Illinois Institute of Technology. Hentet fra: web.iit.edu
- Belford Robert. (7. februar 2019). Krystall gitter og enhet celler. Kjemi Libretexts. Hentet fra: chem.libretexts.org