ЈЕДИНИЦА ЋЕЛИЈЕ: СВОЈСТВА, МРЕЖНЕ КОНСТАНТЕ И ВРСТЕ - ХЕМИЈА - 2025

Јединица ћелија је замишљена простора или регион које представља минималну израз у целини; да би у случају хемије цјелина био кристал састављен од атома, јона или молекула који су распоређени по структурном обрасцу.

Примјери који утјеловљују овај концепт могу се наћи у свакодневном животу. За то је неопходно обратити пажњу на предмете или површине који показују одређени понављајући редослед њихових елемената. Неки мозаици, рељефи, спуштени плафони, плахте и тапете могу обухватити у општем смислу оно што се подразумева под ћелијом.

Папирне јединице мачака и коза. Извор: Ханна Петрусцхат (ВМДЕ).

Да бисмо то јасније приказали, имамо горњу слику која би се могла користити као позадина. У њему се појављују мачке и козе са два алтернативна чула; мачке су усправне или наопачке, а козе леже окренуте према горе или доле.

Ове мачке и козе успостављају понављајући структурни низ. Да бисте направили цео папир, било би довољно да репродукујете јединичну ћелију по површини довољан број пута, користећи прелазне покрете.

Могуће ћелије јединице су представљене плавим, зеленим и црвеним оквирима. Било који од ове три може се искористити за добијање улоге; али, потребно их је маштовито померити по површини да бисте открили да ли репродукују исти низ који је примећен на слици.

Полазећи од црвеног поља, било би приметно да ако се помакну три ступа (мачке и козе) налево, две козе се више не би појавиле на дну, већ само једна. Према томе, то би довело до друге секвенце и не може се сматрати јединственом ћелијом.

Док би маштовито померили две кутије, плаву и зелену, добили би исти слијед папира. Обе су јединичне ћелије; међутим, плава кутија више поштује дефиницију јер је мања од зелене кутије.

Својства јединице ћелије

Његова сопствена дефиниција, уз управо објашњени пример, појашњава неколико његових својстава:

-Ако се крећу у простору, без обзира на правац, добиће се чврсти или потпуни кристал. То је зато што, као што је споменуто код мачака и коза, они репродуцирају структурални низ; која је једнака просторној расподјели јединица које се понављају.

-Они морају бити што је могуће мањи (или заузимати мало запремине) у поређењу с другим могућим могућностима ћелија.

-Обично су симетрични. Такође, његова симетрија се буквално одражава у кристалима једињења; ако је јединична ћелија соли кубна, њени кристали ће бити кубни. Међутим, постоје кристалне структуре које су описане као јединичне ћелије са искривљеном геометријом.

-У себи садрже понављајуће јединице, које се могу заменити тачкама, које заузврат чине оно што је у три димензије познато под називом решетка. У претходном примеру мачке и козе представљају решеткасте тачке које се виде са више равни; то су две димензије.

Број јединица које се понављају

Понављајуће јединице или решеткасте тачке јединичних ћелија одржавају исти део чврстих честица.

Ако бројите мачке и козе унутар плаве кутије, имаћете две мачке и козе. Исто се дешава и са зеленом кутијом, и са црвеном кутијом (чак и ако се већ зна да није јединица јединице).

Претпоставимо, на пример, да су мачке и козе атоми Г и Ц (необично заваривање животиња). Пошто је однос Г и Ц у плавом пољу 2: 2 или 1: 1, може се са сигурношћу очекивати да ће чврста супстанца имати формулу ГЦ (или ЦГ).

Када чврста супстанца има више или мање компактне структуре, као што је случај са солима, металима, оксидима, сулфидима и легурама, у јединичним ћелијама нема целих понављајућих јединица; то јест, постоје њихови делови или делови који се састоје од једне или две јединице.

То није случај са ГЦ-ом. Ако је тако, плава кутија би "поделила" мачке и козе на два дела (1 / 2Г и 1 / 2Ц) или четири дела (1 / 4Г и 1 / 4Ц). У следећим одељцима видљиво је да су у овим јединицким ћелијама ретикуларне тачке прикладно подељене на овај и други начин.

Које константе мреже дефинишу јединицу?

Јединствене ћелије у примеру ГЦ су дводимензионалне; међутим, то се не односи на праве моделе који узимају у обзир све три димензије. Тако се квадрати или паралелограми претварају у паралелепипеде. Израз "ћелија" сада има више смисла.

Димензије ових ћелија или паралелепипеда зависе од тога колико су њихове стране и углови дуги.

У доњој слици имамо доњи задњи угао паралелепипеда, састављен од страна а, б и ц, и углова α, β и γ.

Параметри јединичне ћелије. Извор: Габриел Боливар.

Као што се види, а је нешто дужа од б и ц. У средини је испрекидани круг који означава углове α, β и γ, између ац, цб и ба, респективно. За сваку јединичну ћелију ови параметри имају константне вредности и одређују њену симетрију и остатак кристала.

Примјењујући поново мало маште, параметри слике би дефинирали ћелију која је налик коцки испружена на њеном рубу а. Тако настају јединичне ћелије различитих дужина и углова њихових ивица, које се такође могу сврстати у различите врсте.

Врсте

14 Браваис мрежа и седам основних кристалних система. Извор: Првобитни учитавач био је Ангренсе на португалској Википедији.

Напомена за почетак на горњој слици испрекидане линије унутар јединица ћелије: оне означавају доњи задњи угао, као што је управо објашњено. Следеће питање може бити постављено, где су тачке решетке или јединице које се понављају? Иако остављају погрешан утисак да су ћелије празне, одговор лежи на њиховим врховима.

Ове ћелије су генерисане или одабране на такав начин да се понављајуће јединице (сивкасте тачке слике) налазе у њиховим врховима. У зависности од вредности параметара утврђених у претходном одељку, константних за сваку јединичну ћелију, добија се седам кристалних система.

Сваки кристални систем има своју јединичну ћелију; други дефинише први. На горњој слици је седам кутија, што одговара седам кристалних система; или, сажетије, кристалне мреже. Тако, на пример, кубна јединична ћелија одговара једном од кристалних система који дефинише кубну кристалну решетку.

Према слици, кристални системи или мреже су:

-Кубни

-Тетрагонално

-Ортхоромбиц

-Хегострано

-Моноклиника

-Трицлиниц

-Тригонално

И унутар ових кристалних система настају други који чине четрнаест Браваисових мрежа; да су међу свим кристалним мрежама оне најосновније.

Цубиц

У коцки су му све стране и углови једнаки. Стога је у овој ћелији јединице тачно следеће:

α = β = γ = 90º

Постоје три кубичне јединичне ћелије: једноставне или примитивне, телесно центриране (бцц) и лицем усмерене (фцц). Разлике су у томе како су тачке распоређене (атоми, јони или молекуле) и у њиховом броју.

Која је од ових ћелија најкомпактнија? Онај чији је волумен више заузет бодовима: кубик је центриран на лица. Имајте на уму да ако заменимо тачке за мачке и козе од почетка, оне се не би ограничиле на једну ћелију; они би припадали и дијелило би их неколико. Опет, то би били порције Г или Ц.

Број јединица

Да су мачке или козе биле на врховима, делило би их 8 јединица ћелија; то јест, свака ћелија имала би 1/8 Г или Ц. Спојите или замислите 8 коцкица, у два ступа у два реда, да бисте је визуелно приказали.

Ако су на лицу биле мачке или козе, делиле би их само две ћелије. Да бисте га видели, само ставите две коцке.

С друге стране, ако су мачка или јарац били у средини коцке, они би припадали само једној јединици ћелије; Исто се догађа и са кутијама на главној слици, када је концепт адресиран.

Рекавши горе, унутар једноставног кубном јединичне ћелије постоји јединица или ретикуларне тачке, јер има 8 темена (1/8 к 8 = 1). За кубичну ћелију центрирану у телу постоји: 8 врхова, што је једнако једном атому, и тачка или јединица у центру; дакле, постоје две јединице.

А за кубну ћелију у средишту лица постоје: 8 врхова (1) и шест лица, где се дели половина сваке тачке или јединице (1/2 к 6 = 3); према томе, има четири јединице.

Тетрагонал

Слични коментари могу се дати у вези са јединичном ћелијом тетрагоналног система. Њени структурни параметри су следећи:

α = β = γ = 90º

Ортхорхомбиц

Параметри за орторомбичну ћелију су:

α = β = γ = 90º

Моноцлиниц

Параметри за моноклиничку ћелију су:

α = γ = 90 °; β = 90º

Трицлиниц

Параметри триклинске ћелије су:

α β β γ = 90º

Шестерокутни

Параметри за шестерокутну ћелију су:

α = β = 90 °; γ = 120º

Ћелија заправо чини трећину шестерокутне призме.

Тригонал

И на крају, параметри за тригоналну ћелију су:

α = β = γ = 90º

Референце

1. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија. (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење П 474-477.
2. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
3. Википедиа. (2019). Примитивна ћелија. Опоравак од: ен.википедиа.орг
4. Бриан Степхание. (2019). Јединица: Параметри решетке и кубне структуре. Студи. Опоравак од: студи.цом
5. Академски ресурсни центар. (сф) Кристалне структуре. . Илиноис технолошки институт. Опоравак од: веб.иит.еду
6. Белфорд Роберт. (7. фебруара 2019). Кристалне решетке и јединичне ћелије. Цхемистри Либретектс. Опоравак од: цхем.либретектс.орг