Svojstva unitarnih stanica, mrežne konstante i vrste

jedinica to je imaginarni prostor ili regija koja predstavlja minimalni izraz cjeline; da bi u slučaju kemije, cjelina postala kristal sastavljen od atoma, iona ili molekula, koje su raspoređene prema strukturnom uzorku.

U svakodnevnom životu možete pronaći primjere koji utjelovljuju taj koncept. Za to je potrebno obratiti pozornost na predmete ili površine koje pokazuju određeni redoslijed njihovih elemenata. Neki mozaici, reljefi, kasetirani stropovi, plahte i tapete mogu općenito obuhvatiti ono što se podrazumijeva pod jediničnom ćelijom.

Da biste to bolje ilustrirali, imate gornju sliku koja se može koristiti kao pozadina. U njemu se pojavljuju mačke i koze s dva alternativna osjetila; mačke su na nogama ili glavi, a koze leže gledajući gore ili dolje.

Ove mačke i koze uspostavljaju ponavljajući strukturni slijed. Da bi se konstruirao sav papir, bilo bi dovoljno reproducirati jedinstvenu ćeliju po površini dovoljan broj puta, pomoću translacijskih kretanja.

Moguće jedinične ćelije prikazane su plavim, zelenim i crvenim okvirima. Bilo koji od ova tri može se koristiti za dobivanje papira; ali, potrebno ih je maštovito pomicati po površini kako bi se otkrilo reproduciraju li isti slijed promatran na slici.

Počevši od crvenog kvadrata, bilo bi dobro da se, ako su tri stupca (mačaka i koza) pomaknula ulijevo, u donjem dijelu više ne bi se pojavljivale dvije koze, već samo jedna. Prema tome, to bi dovelo do drugog slijeda i ne može se smatrati jediničnom ćelijom.

Dok su, ako su pomaknuli zamišljena dva kvadrata, plava i zelena, dobili bi isti slijed papira. Obje su jedinstvene stanice; međutim, plavi okvir više odgovara definiciji, jer je manji od zelene kutije.

indeks

• 1 Svojstva jediničnih ćelija
  • 1.1 Broj ponavljajućih jedinica
• 2 Koje mrežne konstante definiraju jediničnu ćeliju?
• 3 Vrste
  • 3.1
  • 3.2 Tetragonal
  • 3.3 Ortorombski
  • 3.4 Monoklinika
  • 3.5
  • 3.6 Šesterokutno
  • 3.7 Trigonal
• 4 Reference

Svojstva jediničnih stanica

Njegova vlastita definicija, osim upravo objašnjenog primjera, pojašnjava nekoliko njegovih svojstava:

-Ako se kreću u prostoru, bez obzira na smjer, dobiva se čvrsta ili puna stakla. To je zbog toga što, kao što je rečeno kod mačaka i koza, reproduciraju strukturalni slijed; što je jednako prostornoj raspodjeli repetitivnih jedinica.

-Oni bi trebali biti što manji (ili zauzimati malo prostora) u usporedbi s drugim mogućim mogućnostima stanica.

-Oni su, obično, simetrični. Isto tako, njegova se simetrija odražava doslovno u kristalima spoja; ako je jedinična ćelija soli kubična, kristali će biti kubični. Međutim, postoje kristalne strukture koje su opisane jediničnim ćelijama s iskrivljenim geometrijama.

-Oni sadrže ponavljajuće jedinice, koje se mogu zamijeniti točkama, koje pak tvore trodimenzionalno ono što je poznato kao končanica. U prethodnom primjeru mačke i koze predstavljaju retikularne točke, viđene iz superiorne ravnine; dakle dvije dimenzije.

Broj jedinica koje se ponavljaju

Jedinice koje se ponavljaju ili točke mreže jedinica zadržavaju isti udio krutih čestica.

Ako brojite mačke i koze unutar plave kutije, imat ćete dvije mačke i koze. Isto se događa i sa zelenim okvirom, s crvenim okvirom (čak i ako već znate da nije jedinica).

Pretpostavimo, na primjer, da su mačke i koze atomi G i C, odnosno (čudno zavarivanje životinja). Budući da je omjer između G i C 2: 2 ili 1: 1 u plavoj kutiji, može se očekivati, bez grešaka, da će krutina imati formulu GC (ili CG).

Kada krutina predstavlja više ili manje kompaktne strukture, kao što se to događa sa solima, metalima, oksidima, sulfidima i legurama, u jediničnim ćelijama ne postoje cijele repetitivne jedinice; to jest, ima dijelova ili njihovih dijelova, koji čine jednu ili dvije jedinice.

To ne vrijedi za GC. Ako je tako, plava kutija bi "podijelila" mačke i koze na dva (1 / 2G i 1 / 2C) ili četiri dijela (1 / 4G i 1 / 4C). U sljedećim poglavljima vidljivo je da su u tim jediničnim stanicama točke mreže prikladno podijeljene na ovaj i na druge načine.

Koje mrežne konstante definiraju jediničnu ćeliju?

Jedinične stanice GC primjera su dvodimenzionalne; međutim, to se ne odnosi na stvarne modele koji uzimaju u obzir sve tri dimenzije. Tako se kvadrati ili paralelogrami pretvaraju u paralelopipede. Pojam "stanica" sada ima više smisla.

Dimenzije ovih ćelija ili paralelopipeda ovise o tome koliko dugo su njihove strane i kutovi.

Na donjoj slici nalazi se donji stražnji kut paralelepipeda, sastavljen od strana u, b i c, i kutovi α, β i γ.

Kao što se može vidjeti, u to je malo duže od b i c. U središtu je točkasti krug koji označava kutove α, β i γ, između AC, cb i ba, respektivno. Za svaku jediničnu ćeliju ovi parametri imaju konstantne vrijednosti i definiraju njihovu simetriju i ostatak kristala.

Ponovno primjenjujući neku maštu, parametri slike bi definirali ćeliju sličnu kocki rastegnutoj na njezinu rubu u. Tako nastaju jedinične ćelije različitih duljina i kutova njihovih rubova, koje se također mogu svrstati u nekoliko tipova.

vrsta

Primijetite da na gornjoj slici započinje točkasta crta unutar jediničnih ćelija: oni označavaju kut donjeg leđa, kao što je upravo objašnjeno. Može se postaviti sljedeće pitanje: gdje su retikularne točke ili repetitivne jedinice? Iako daju pogrešan dojam da su stanice prazne, odgovor leži u njihovim vrhovima.

Ove se stanice generiraju ili biraju na takav način da se ponavljajuće jedinice (sive točke slike) nalaze u njihovim vrhovima. Ovisno o vrijednostima parametara utvrđenih u prethodnom odjeljku, izvedene su konstante za svaku jediničnu ćeliju, sedam kristalnih sustava.

Svaki kristalni sustav ima vlastitu jediničnu ćeliju; drugi definira prvi. Na gornjoj slici nalazi se sedam kutija koje odgovaraju sedam kristalnih sustava; ili na nešto više sažeti način, kristalne mreže. Tako, na primjer, kubična jedinična ćelija odgovara jednom od kristalnih sustava koji definira kubičnu kristalnu mrežu.

Prema slici, kristalni sustavi ili mreže su:

-kockast

-četverokutan

-rompski

-heksagonalan

-monoklinski

-triklinski

-trokutasti

I unutar tih kristalnih sustava nastaju drugi koji čine četrnaest Bravais mreža; da su među svim kristalnim mrežama one najosnovnije.

kockast

U kocki su sve strane i kutovi jednaki. Dakle, u ovoj jediničnoj ćeliji vrijedi sljedeće:

u = b = c

α = β = γ = 90º

Postoje tri kubične jedinične ćelije: jednostavne ili primitivne, centrirane na tijelu (bcc), i centrirane na licima (fcc). Razlike leže u načinu raspodjele točaka (atoma, iona ili molekula) i njihovog broja.

Koja je od tih stanica najkompaktnija? Ono čija je zapremina više zauzeta točkama: kubični centriran na licima. Imajte na umu da, ako na početku zamijenimo točke za mačke i koze, ne bi bile ograničene na jednu ćeliju; pripadali bi i dijelili bi ih nekoliko. Opet, to bi bili dijelovi G ili C.

Broj jedinica

Ako bi mačke ili koze bile u vrhovima, dijelile bi ih 8 jedinstvenih stanica; to jest, svaka ćelija bi imala 1/8 G ili C. Sakupite ili zamislite 8 kocki, u dva stupca od po dva reda, da biste ih vizualizirali.

Ako bi mačke ili koze bile na licima, dijelile bi ih samo dvije jedinice. Da biste je vidjeli, stavite dvije kocke zajedno.

S druge strane, ako bi mačka ili koza bili u središtu kocke, pripadali bi samo jednoj jediničnoj ćeliji; isto se događa s kutijama glavne slike, kada se pristupi konceptu.

Rekao je tada gore, unutar jednostavne kubične jedinične ćelije koju imate jedinica ili retikularna točka, budući da ima 8 vrhova (1/8 x 8 = 1). Za kubičnu ćeliju usredotočenu na tijelo imamo: 8 vrhova, koji su jednaki atomu, i točku ili jedinicu u središtu; dakle, tamo dva jedinice.

A za kubičnu ćeliju sa središtem na licima imamo: 8 vrhova (1) i šest lica, gdje je polovica svake točke ili jedinice dijeljena (1/2 x 6 = 3); dakle, ima četiri jedinice.

četverokutan

Slični komentari mogu se dati u vezi s jedinicom za tetragonalni sustav. Njegovi strukturni parametri su sljedeći:

u = b ≠ c

α = β = γ = 90º

rompski

Parametri za ortorombičku ćeliju su:

u ≠ b ≠ c

α = β = γ = 90º

monoklinski

Parametri za monoklinsku ćeliju su:

u ≠ b ≠ c

α = γ = 90º; β º 90º

triklinski

Parametri za triclinsku ćeliju su:

u ≠ b ≠ c

α ≠ β ≠ γ ≠ 90º

heksagonalan

Parametri za heksagonalne ćelije su:

u = b ≠ c

α = β = 90 °; γ ≠ 120º

Zapravo, stanica je treći dio heksagonalne prizme.

trokutasti

I na kraju, parametri za trigonalne ćelije su:

u = b = c

α = β = γ ≠ 90º

reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija. (8. izdanje). CENGAGE Learning P 474-477.
2. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
3. Wikipedia. (2019). Primitivna stanica. Preuzeto s: en.wikipedia.org
4. Bryan Stephanie. (2019). Jedinična ćelija: Parametri rešetke i kubične strukture. Studija. Preuzeto s: study.com
5. Akademski resursni centar. (N. D.). Kristalne strukture. [PDF]. Tehnološki institut u Illinoisu. Preuzeto s: web.iit.edu
6. Belford Robert. (7. veljače 2019.). Kristalne rešetke i jedinične ćelije. Kemija Libretexts. Preuzeto s: chem.libretexts.org