คุณสมบัติของเซลล์แบบรวมค่าคงที่ของเครือข่ายและชนิด

เซลล์หน่วย มันเป็นพื้นที่จินตนาการหรือภูมิภาคที่แสดงถึงการแสดงออกที่น้อยที่สุดของทั้งหมด; ในกรณีของเคมีทั้งหมดจะกลายเป็นผลึกที่ประกอบด้วยอะตอมไอออนหรือโมเลกุลซึ่งถูกจัดเรียงตามรูปแบบโครงสร้าง.

ในชีวิตประจำวันคุณสามารถหาตัวอย่างที่รวบรวมแนวคิดนี้ สำหรับสิ่งนี้จำเป็นต้องให้ความสนใจกับวัตถุหรือพื้นผิวที่แสดงลำดับที่แน่นอนขององค์ประกอบของพวกเขา บางกระเบื้องเคลือบสลับสีนูนนูนเพดาน coffered แผ่นและวอลล์เปเปอร์สามารถครอบคลุมในแง่ทั่วไปสิ่งที่เข้าใจโดยหน่วยเซลล์.

เพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้นคุณมีภาพด้านบนที่สามารถใช้เป็นภาพพื้นหลังได้ ในนั้นปรากฏว่าแมวและแพะที่มีความรู้สึกทางเลือกที่สอง; แมวอยู่บนเท้าหรือหัวของพวกเขาและแพะนอนลงมองขึ้นหรือลง.

แมวและแพะเหล่านี้สร้างลำดับโครงสร้างที่ซ้ำซ้อน เพื่อสร้างกระดาษทั้งหมดมันจะเพียงพอที่จะทำซ้ำเซลล์รวมโดยพื้นผิวจำนวนครั้งที่เพียงพอโดยใช้วิธีการแปล.

เซลล์หน่วยที่เป็นไปได้นั้นจะแสดงด้วยกล่องสีฟ้าสีเขียวและสีแดง หนึ่งในสามนี้สามารถใช้เพื่อรับกระดาษ แต่มีความจำเป็นที่จะต้องย้ายพวกมันไปตามพื้นผิวในจินตนาการเพื่อดูว่าพวกมันสร้างลำดับที่เหมือนกันที่สังเกตเห็นในภาพหรือไม่.

เริ่มต้นด้วยสี่เหลี่ยมสีแดงมันจะได้รับการชื่นชมว่าถ้าสามคอลัมน์ (ของแมวและแพะ) ถูกย้ายไปทางซ้ายแพะสองตัวจะไม่ปรากฏในส่วนล่าง แต่มีเพียงหนึ่งคอลัมน์ ดังนั้นมันจะนำไปสู่ลำดับอื่นและไม่สามารถถือเป็นเซลล์หน่วย.

แม้ว่าพวกเขาจะย้ายจินตภาพสองสี่เหลี่ยมจัตุรัสสีน้ำเงินและสีเขียวใช่ได้รับลำดับเดียวกันของกระดาษ ทั้งสองเป็นเซลล์รวมกัน; อย่างไรก็ตามกล่องสีน้ำเงินปฏิบัติตามคำจำกัดความมากกว่าเนื่องจากมีขนาดเล็กกว่ากล่องสีเขียว.

ดัชนี

• 1 คุณสมบัติของเซลล์หน่วย
  • 1.1 จำนวนหน่วยซ้ำ
• 2 ค่าคงที่เครือข่ายใดที่กำหนดเซลล์หน่วย?
• 3 ประเภท
  • 3.1 ลูกบาศก์
  • 3.2 Tetragonal
  • 3.3 Orthorhombic
  • 3.4 Monoclinic
  • 3.5 Triclinics
  • 3.6 หกเหลี่ยม
  • 3.7 ตรีโกณมิติ
• 4 อ้างอิง

คุณสมบัติของเซลล์หน่วย

คำจำกัดความของตัวเองนอกเหนือจากตัวอย่างที่อธิบายเพียงอธิบายคุณสมบัติหลายประการของมัน:

-หากพวกมันเคลื่อนที่ไปในอวกาศไม่ว่าทิศทางใดจะได้แก้วที่แข็งหรือเต็ม เพราะนี่คือแมวและแพะพวกเขาทำซ้ำลำดับโครงสร้าง; อะไรเท่ากับการกระจายเชิงพื้นที่ของหน่วยซ้ำ ๆ.

-ควรมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะทำได้ (หรือใช้ปริมาณน้อย) เมื่อเปรียบเทียบกับตัวเลือกเซลล์อื่น ๆ.

-พวกเขาเป็นปกติสมมาตร ในทำนองเดียวกันความสมมาตรของมันจะสะท้อนให้เห็นอย่างแท้จริงในผลึกของสารประกอบ; ถ้าเซลล์หน่วยของเกลือเป็นลูกบาศก์คริสตัลของมันจะเป็นลูกบาศก์ อย่างไรก็ตามมีโครงสร้างผลึกที่อธิบายด้วยเซลล์หน่วยที่มีรูปทรงที่บิดเบี้ยว.

-พวกเขามีหน่วยซ้ำซึ่งสามารถถูกแทนที่ด้วยคะแนนซึ่งจะประกอบด้วยสามมิติสิ่งที่เรียกว่าเรติเคิล ในตัวอย่างก่อนหน้าแมวและแพะเป็นตัวแทนของจุดไขว้กันเหมือนแหเห็นจากเครื่องบินที่เหนือกว่า; นั่นคือสองมิติ.

จำนวนหน่วยซ้ำ

หน่วยทำซ้ำหรือจุดกริดของเซลล์หน่วยรักษาสัดส่วนของอนุภาคของแข็ง.

หากคุณนับจำนวนแมวและแพะภายในกล่องสีฟ้าคุณจะมีแมวและแพะสองตัว สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับกล่องสีเขียวและด้วยกล่องสีแดงด้วย (แม้ว่าคุณจะรู้แล้วว่ามันไม่ใช่เซลล์หน่วย).

สมมติว่าแมวและแพะเป็นอะตอม G และ C ตามลำดับ (การเชื่อมสัตว์ที่แปลก) เนื่องจากอัตราส่วนระหว่าง G และ C คือ 2: 2 หรือ 1: 1 ในกล่องสีน้ำเงินจึงสามารถคาดหวังได้โดยไม่มีข้อผิดพลาดว่าของแข็งจะมีสูตร GC (หรือ CG).

เมื่อของแข็งนำเสนอโครงสร้างที่มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นหรือน้อยลงเมื่อมันเกิดขึ้นกับเกลือ, โลหะ, ออกไซด์, ซัลไฟด์และอัลลอยด์ในเซลล์ที่รวมกันจะไม่มีหน่วยซ้ำทั้งหมด นั่นคือมีบางส่วนหรือส่วนหนึ่งของมันซึ่งเพิ่มขึ้นถึงหนึ่งหรือสองหน่วย.

นี่ไม่ใช่กรณีสำหรับ GC หากเป็นเช่นนั้นกล่องสีฟ้าจะ "แยก" แมวและแพะเป็นสอง (1 / 2G และ 1 / 2C) หรือสี่ส่วน (1 / 4G และ 1 / 4C) ในส่วนถัดไปจะเห็นได้ว่าในเซลล์ที่รวมกันเหล่านี้จุดกริดจะถูกแบ่งออกอย่างสะดวกสบายในรูปแบบนี้และวิธีอื่น ๆ.

ค่าคงที่เครือข่ายใดที่กำหนดเซลล์หน่วย?

เซลล์หน่วยของตัวอย่าง GC เป็นสองมิติ อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ใช้ไม่ได้กับโมเดลจริงที่พิจารณาทั้งสามมิติ ดังนั้นสี่เหลี่ยมหรือรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานจะถูกแปลงเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน ตอนนี้คำว่า "เซลล์" เหมาะสมกว่า.

ขนาดของเซลล์เหล่านี้หรือขนานกันขึ้นอยู่กับระยะเวลาของด้านและมุม.

ในภาพด้านล่างเรามีมุมด้านหลังด้านล่างของรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสซึ่งประกอบด้วยด้านข้าง ไปยัง, ข และ ค, และมุมα, βและγ.

ที่สามารถเห็นได้, ไปยัง มันยาวกว่านิดหน่อย ข และ ค. ตรงกลางมีวงกลมประเพื่อระบุมุมα, βและγระหว่าง ไฟฟ้ากระแสสลับ, CB และ บริติชแอร์เวย์, ตามลำดับ สำหรับแต่ละหน่วยเซลล์พารามิเตอร์เหล่านี้มีค่าคงที่และกำหนดความสมมาตรและส่วนที่เหลือของคริสตัล.

เมื่อใช้จินตนาการอีกครั้งพารามิเตอร์ของรูปภาพจะกำหนดเซลล์ที่คล้ายกับคิวบ์ที่ทอดยาวบนขอบของมัน ไปยัง. ดังนั้นเซลล์หน่วยที่มีความยาวและมุมที่แตกต่างกันจึงเกิดขึ้นซึ่งสามารถจำแนกได้เป็นหลายประเภท.

ชนิด

สังเกตว่าเริ่มจากภาพด้านบนเส้นประที่อยู่ภายในเซลล์หน่วย: มันแสดงถึงมุมด้านหลังด้านล่างดังที่อธิบายไว้ คำถามต่อไปนี้สามารถถามได้ว่าจุดไขว้กันเหมือนแหวกแนวหรือหน่วยซ้ำ ๆ อยู่ที่ไหน แม้ว่าพวกเขาจะให้ความประทับใจที่ผิดพลาดว่าเซลล์ว่างเปล่า แต่คำตอบนั้นอยู่ที่จุดยอด.

เซลล์เหล่านี้ถูกสร้างหรือเลือกในลักษณะที่หน่วยทำซ้ำ (จุดสีเทาของภาพ) ตั้งอยู่ในจุดยอด ขึ้นอยู่กับค่าของพารามิเตอร์ที่สร้างขึ้นในส่วนก่อนหน้าค่าคงที่สำหรับแต่ละหน่วยเซลล์จะได้รับเจ็ดระบบผลึก.

แต่ละระบบคริสตัลมีเซลล์หน่วยของตัวเอง ที่สองกำหนดครั้งแรก ในภาพด้านบนมีกล่องเจ็ดกล่องซึ่งสอดคล้องกับระบบผลึกทั้งเจ็ด หรือในทางสรุปเพิ่มเติมเล็กน้อยเครือข่ายผลึก ตัวอย่างเช่นเซลล์ลูกบาศก์หน่วยสอดคล้องกับหนึ่งในระบบ crystalline ที่กำหนดเครือข่าย crystalline ลูกบาศก์.

ตามภาพระบบผลึกหรือเครือข่ายคือ:

-มีสามมิติ

-tetragonal

-ผลึก

-หกเหลี่ยม

-monoclinic

-triclinic

-สามเส้า

และภายในระบบผลึกเหล่านี้ก็มีคนอื่นที่สร้างเครือข่าย Bravais สิบสี่แห่ง ในบรรดาเครือข่ายผลึกทั้งหมดนั้นเป็นพื้นฐานที่สุด.

มีสามมิติ

ในลูกบาศก์ทุกด้านและมุมเท่ากัน ดังนั้นในเซลล์หน่วยนี้สิ่งต่อไปนี้เป็นจริง:

ไปยัง = ข = ค

α = β = γ = 90º

มีเซลล์ลูกบาศก์สามหน่วย: แบบง่ายหรือแบบดั้งเดิมมีศูนย์กลางอยู่ที่ร่างกาย (bcc) และอยู่กึ่งกลางใบหน้า (fcc) ความแตกต่างนั้นขึ้นอยู่กับว่าจุดต่าง ๆ (อะตอมไอออนหรือโมเลกุล) มีการกระจายและจำนวนของมันอย่างไร.

เซลล์ใดกะทัดรัดที่สุด? สิ่งที่มีปริมาณถูกครอบครองโดยจุด: ลูกบาศก์อยู่ตรงกลางใบหน้า โปรดทราบว่าหากเราแทนที่คะแนนสำหรับแมวและแพะในตอนเริ่มต้นพวกเขาจะไม่ถูกกักอยู่ในเซลล์เดียว พวกเขาจะเป็นของและใช้ร่วมกันโดยหลาย ๆ อีกครั้งมันจะเป็นส่วนของ G หรือ C.

จำนวนหน่วย

หากแมวหรือแพะอยู่ในจุดสูงสุดพวกมันจะถูกแบ่งโดยเซลล์รวม 8 เซลล์ นั่นคือแต่ละเซลล์จะมี 1/8 G หรือ C เก็บหรือจินตนาการ 8 ลูกบาศก์ในสองคอลัมน์ของสองแถวแต่ละเพื่อให้เห็นภาพ.

หากแมวหรือแพะอยู่บนใบหน้าพวกเขาจะถูกแบ่งโดยเซลล์ 2 หน่วยเท่านั้น หากต้องการดูเพียงใส่สองก้อนเข้าด้วยกัน.

ในทางกลับกันหากแมวหรือแพะอยู่ในใจกลางของลูกบาศก์พวกเขาจะเป็นเพียงเซลล์เดียวรวมกัน สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับกล่องของภาพหลักเมื่อแนวคิดเข้าหา.

จากนั้นกล่าวข้างต้นภายในเซลล์ลูกบาศก์หน่วยอย่างง่ายที่คุณมี หน่วยหรือจุดไขว้กันเหมือนแหเนื่องจากมันมี 8 จุดยอด (1/8 x 8 = 1) สำหรับลูกบาศก์เซลล์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ร่างกายเรามี: 8 จุดยอดซึ่งเท่ากับอะตอมและจุดหรือหน่วยในศูนย์; ดังนั้นที่นั่น สอง หน่วย.

และสำหรับเซลล์ลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ใบหน้าเรามี: 8 จุดยอด (1) และหกใบหน้าซึ่งครึ่งหนึ่งของแต่ละจุดหรือหน่วยถูกแบ่งปัน (1/2 x 6 = 3); ดังนั้นจึงมี สี่ หน่วย.

tetragonal

ความคิดเห็นที่คล้ายกันสามารถทำได้เกี่ยวกับเซลล์หน่วยสำหรับระบบ tetragonal พารามิเตอร์โครงสร้างของมันมีดังต่อไปนี้:

ไปยัง = ข ≠ ค

α = β = γ = 90º

ผลึก

พารามิเตอร์สำหรับเซลล์ orthorhombic คือ:

ไปยัง ≠ ข ≠ ค

α = β = γ = 90º

monoclinic

พารามิเตอร์สำหรับเซลล์ monoclinic คือ:

ไปยัง ≠ ข ≠ ค

α = γ = 90º; β≠90º

triclinic

พารามิเตอร์สำหรับเซลล์ triclinic คือ:

ไปยัง ≠ ข ≠ ค

α≠β≠γ≠90º

หกเหลี่ยม

พารามิเตอร์สำหรับเซลล์หกเหลี่ยมคือ:

ไปยัง = ข ≠ ค

α = β = 90º; γ≠120º

ที่จริงเซลล์เป็นส่วนที่สามของปริซึมหกเหลี่ยม.

สามเส้า

และในที่สุดพารามิเตอร์สำหรับเซลล์ตรีโกณมิติคือ:

ไปยัง = ข = ค

α = β = γ≠90º

การอ้างอิง

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (8th ed.) CENGAGE การเรียนรู้ P 474-477.
2. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์ (ฉบับที่สี่) Mc Graw Hill.
3. วิกิพีเดีย (2019) เซลล์ดั้งเดิม สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
4. ไบรอันสเตฟานี (2019) เซลล์หน่วย: พารามิเตอร์ Lattice & โครงสร้างแบบลูกบาศก์ การศึกษา ดึงมาจาก: study.com
5. ศูนย์วิทยทรัพยากร ( N.d. ) โครงสร้างผลึก [PDF] สถาบันเทคโนโลยีอิลลินอยส์ สืบค้นจาก: web.iit.edu
6. Belford Robert (7 กุมภาพันธ์ 2019) โปรยคริสตัลและเซลล์หน่วย วิชาเคมี ดึงมาจาก: chem.libretexts.org