Свойства на единичните клетки, мрежови константи и видове

на единична клетка това е въображаемо пространство или регион, който представлява минималното изражение на едно цяло; че в случай на химия, цялото ще се превърне в кристал, съставен от атоми, йони или молекули, които са подредени по структурен модел.

В ежедневието можете да намерите примери, които въплъщават тази концепция. За това е необходимо да се обърне внимание на обекти или повърхности, които показват определен повтарящ се ред на техните елементи. Някои мозайки, барелефи, кесонови тавани, листове и тапети могат да обхванат в общи линии това, което се разбира под единична клетка.

За да го илюстрирате по-ясно, имате горното изображение, което може да се използва като тапет. В него се появяват котки и кози с две алтернативни сетива; котките са на крака или на главата си, а козите лежат надолу или нагоре.

Тези котки и кози създават повтаряща се структурна последователност. За да се конструира цялата хартия, би било достатъчно да се възпроизведе единичната клетка от повърхността на достатъчен брой пъти, чрез транслационни движения.

Възможните единични клетки са представени от сините, зелените и червените кутии. Всяко от тези три може да се използва за получаване на хартията; но е необходимо да ги движите въобразително по повърхността, за да разберете дали те възпроизвеждат същата последователност, наблюдавана в образа.

Като се започне от червения квадрат, би било оценено, че ако три колони (на котки и кози) бъдат преместени наляво, две кози вече не се появяват в долната част, а само една. Следователно, това би довело до друга последователност и не може да се разглежда като единична клетка.

Докато, ако се движат въображаеми два квадрата, синьо и зелено, да се получи същата последователност на хартията. И двете са единични клетки; синята кутия обаче се подчинява повече на определението, тъй като е по-малка от зелената кутия.

индекс

• 1 Свойства на единичните клетки
  • 1.1 Брой на повтарящите се единици
• 2 Кои мрежови константи дефинират единична клетка?
• 3 вида
  • 3.1 Кубичен
  • 3.2 Тетрагонал
  • 3.3 Орторомбичен
  • 3.4 Моноклинна
  • 3.5 Триклиники
  • 3.6 Шестоъгълна
  • 3.7 Trigonal
• 4 Препратки

Свойства на единичните клетки

Неговото собствено определение, в допълнение към току-що обяснения пример, изяснява някои от неговите свойства:

-Ако се движат в пространството, независимо от посоката, ще се получи твърдо или пълно стъкло. Това е така, защото, както е споменато с котките и козите, те възпроизвеждат структурната последователност; какво е равно на пространственото разпределение на повтарящите се единици.

-Те трябва да бъдат възможно най-малки (или да заемат малък обем) в сравнение с други възможни опции за клетки.

-Те обикновено са симетрични. По същия начин, неговата симетрия се отразява буквално в кристалите на съединението; ако единичната клетка на сол е кубична, нейните кристали ще бъдат кубични. Обаче има кристални структури, които са описани с единични клетки с изкривена геометрия.

-Те съдържат повтарящи се единици, които могат да се заменят с точки, които от своя страна съставят триизмерно нещо, което е известно като прицел. В предишния пример котките и козите представляват ретикуларни точки, наблюдавани от по-добра равнина; това са две измерения.

Брой на повтарящите се единици

Повтарящите се единици или точки на мрежата на единичните клетки поддържат същото съотношение на твърдите частици.

Ако преброите броя на котките и козите в синята кутия, ще имате две котки и котки. Същото се случва и със зелената кутия и с червената кутия (дори ако вече знаете, че тя не е единична клетка)..

Да приемем например, че котките и козите са атоми G и C, съответно (странно заваряване на животни). Тъй като съотношението между G и С е 2: 2 или 1: 1 в синята кутия, може да се очаква, без грешки, че твърдото вещество ще има формулата GC (или CG).

Когато твърдото вещество представя повече или по-малко компактни структури, както се случва със солите, металите, оксидите, сулфидите и сплавите, в единните клетки няма цели повтарящи се единици; това са части или части от тях, които добавят до една или две единици.

Такъв не е случаят с GC. Ако е така, синята кутия ще раздели котките и козите на две (1 / 2G и 1 / 2C) или на четири части (1 / 4G и 1 / 4C). В следващите раздели ще се види, че в тези единични клетки точките на мрежата са удобно разделени по този и по други начини.

Какви мрежови константи дефинират единична клетка?

Единичните клетки на GC-примера са двумерни; това обаче не се отнася за реални модели, които отчитат всичките три измерения. По този начин квадратите или паралелограмите се трансформират в паралелепипеди. Сега терминът "клетка" има повече смисъл.

Размерите на тези клетки или паралелепипеди зависят от това колко време са техните страни и ъгли.

В долното изображение имаме долния заден ъгъл на паралелепипеда, съставен от страните за, б и в, и ъглите α, β и γ.

Както може да се види, за малко по-дълго от това б и в. В центъра има кръгче, за да се посочат ъгли α, β и γ, между променлив ток, CB и ба, съответно. За всяка елементарна клетка тези параметри имат постоянни стойности и определят тяхната симетрия и тази на останалата част от кристала.

Прилагайки отново някакво въображение, параметрите на изображението ще определят клетка, подобна на куб, опънат на ръба му за. По този начин възникват единични клетки с различни дължини и ъгли на техните ръбове, които също могат да бъдат класифицирани в няколко типа.

тип

Забележете, че в горното изображение започват пунктирани линии вътре в единичните клетки: те показват ъгъла на долната част на гърба, както току-що обяснено. Може да се зададе следния въпрос: къде са ретикуларните точки или повтарящи се единици? Макар да дават погрешното впечатление, че клетките са празни, отговорът се крие в техните върхове.

Тези клетки се генерират или избират по такъв начин, че повтарящите се единици (сиви точки на изображението) се намират в техните върхове. В зависимост от стойностите на параметрите, установени в предишния раздел, се получават константи за всяка елементарна клетка, седем кристални системи.

Всяка кристална система има своя собствена клетъчна единица; вторият определя първото. В горното изображение има седем кутии, съответстващи на седемте кристални системи; или по малко по-обобщен начин, кристални мрежи. Така например една кубична единична клетка отговаря на една от кристалните системи, която дефинира кубична кристална мрежа.

Според изображението кристалните системи или мрежи са:

-кубичен

-четириъгълен

-орторомбична

-шестоъгълен

-моноклинния

-триклинен

-тригонален

И в тези кристални системи възникват други, които съставляват четиринадесетте мрежи на Брава; че сред всички кристални мрежи те са най-основни.

кубичен

В един куб всички страни и ъгли са равни. Следователно в тази единична клетка е вярно следното:

за = б = в

α = β = γ = 90º

Има три кубични единични клетки: прости или примитивни, центрирани върху тялото (bcc) и центрирани върху лицата (fcc). Разликите се състоят в това, как се разпределят точките (атоми, йони или молекули) и в броя им.

Коя от тези клетки е най-компактна? Това, чийто обем е по-зает от точки: кубичният център е съсредоточен върху лицата. Забележете, че ако в началото сменихме точките за котките и козите, те не биха били ограничени до една клетка; те ще принадлежат и ще бъдат споделяни от няколко. Отново, това са части от G или С.

Брой единици

Ако котките или козите бяха във върховете, те ще бъдат споделени с 8 единични клетки; всяка клетка ще има 1/8 G или C. Съберете или си представете 8 кубчета, в две колони от по два реда, за да го визуализирате.

Ако котките или козите бяха на лицата, те биха били споделени само с 2 единични клетки. За да го видите, сложете два куба заедно.

От друга страна, ако котката или козата бяха в центъра на куба, те щяха да принадлежат само на една единствена клетка; същото се случва и с кутиите на главния образ, когато се стигне до идеята.

Каза след това по-горе, в рамките на обикновена кубична единична клетка, която имате а единица или ретикуларна точка, тъй като има 8 върха (1/8 x 8 = 1). За кубичната клетка, центрирана върху тялото, имаме: 8 върха, което е равно на атом, и точка или единица в центъра; следователно, там две единици.

А за кубичната клетка, центрирана върху лицата, имаме: 8 върха (1) и шест лица, където в която половината от всяка точка или единица е споделена (1/2 x 6 = 3); следователно има четири единици.

четириъгълен

Подобни коментари могат да бъдат направени по отношение на единичната клетка за тетрагоналната система. Неговите структурни параметри са следните:

за = б ≠ в

α = β = γ = 90º

орторомбична

Параметрите за орторомбичната клетка са:

за ≠ б ≠ в

α = β = γ = 90º

моноклинния

Параметрите за моноклинната клетка са:

за ≠ б ≠ в

α = γ = 90º; β º 90º

триклинен

Параметрите за триклиничната клетка са:

за ≠ б ≠ в

α β β ≠ γ ≠ 90º

шестоъгълен

Параметрите за шестоъгълната клетка са:

за = б ≠ в

α = β = 90 °; γ ≠ 120º

Всъщност клетката е третата част от шестоъгълната призма.

тригонален

И накрая, параметрите на триъгълната клетка са:

за = б = в

α = β = γ ≠ 90º

препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Learning P 474-477.
2. Shiver & Atkins. (2008 г.). Неорганична химия (Четвърто издание). Mc Graw Hill.
3. Wikipedia. (2019). Примитивна клетка. Изтеглено от: en.wikipedia.org
4. Брайън Стефани. (2019). Единична клетка: Решетъчни параметри и кубични структури. Изследване. Изтеглено от: study.com
5. Академичен ресурсен център. (Н.О.). Кристални структури. [PDF]. Технологичен институт в Илинойс. Изтеглено от: web.iit.edu
6. Белфорд Робърт. (7 февруари 2019 г.). Кристални решетки и единични клетки. Химия Libretexts. Изтеглено от: chem.libretexts.org