โครงสร้างโครงสร้างผลึกประเภทและตัวอย่าง

โครงสร้างคริสตัล เป็นหนึ่งในรัฐที่มั่นคงที่อะตอมไอออนหรือโมเลกุลสามารถนำมาใช้ในธรรมชาติซึ่งมีลักษณะโดยมีการจัดเรียงเชิงพื้นที่สูง นี่คือหลักฐานของ "สถาปัตยกรรม corpuscular" ที่กำหนดร่างกายจำนวนมากที่มีลักษณะที่สดใสและน้ำเลี้ยง.

การส่งเสริมหรือสิ่งที่กำลังรับผิดชอบความสมมาตรนี้? อนุภาคไม่ได้อยู่คนเดียว แต่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ปฏิกิริยาเหล่านี้ใช้พลังงานและส่งผลกระทบต่อความเสถียรของของแข็งเพื่อให้อนุภาคพยายามปรับตัวเพื่อลดการสูญเสียพลังงานนี้.

จากนั้นธรรมชาติที่แท้จริงของพวกเขาจะนำพวกเขาไปสู่การจัดวางเชิงพื้นที่ที่เสถียรที่สุด ยกตัวอย่างเช่นสิ่งนี้อาจเป็นที่ที่ความต้านทานระหว่างไอออนที่มีประจุเท่ากันนั้นมีค่าน้อยที่สุดหรือในกรณีที่อะตอมบางชนิดมีลักษณะเป็นโลหะจะมีปริมาตรมากที่สุดในบรรจุภัณฑ์.

คำว่า "คริสตัล" มีความหมายทางเคมีที่สามารถบิดเบือนความจริงสำหรับวัตถุอื่น ๆ ทางเคมีมันหมายถึงโครงสร้างที่สั่ง (microscopically) ที่สามารถประกอบด้วยโมเลกุลดีเอ็นเอ (DNA คริสตัล).

อย่างไรก็ตามมันถูกนำไปใช้ในทางที่ผิดเพื่ออ้างถึงวัตถุใด ๆ หรือพื้นผิวที่เป็นแก้วเช่นกระจกหรือขวด ซึ่งแตกต่างจากผลึกจริงแก้วประกอบด้วยโครงสร้างสัณฐาน (ยุ่ง) ของซิลิเกตและสารเติมแต่งอื่น ๆ.

ดัชนี

• 1 โครงสร้าง
  • 1.1 Unitary Cell
• 2 ประเภท
  • 2.1 ตามระบบผลึก
  • 2.2 ตามลักษณะทางเคมี
• 3 ตัวอย่าง
  • 3.1 K2Cr2O7 (ระบบไตรไลน์)
  • 3.2 NaCl (ระบบลูกบาศก์)
  • 3.3 ZnS (wurtzite, ระบบหกเหลี่ยม)
  • 3.4 CuO (ระบบ monoclinic)
• 4 อ้างอิง

โครงสร้าง

ในภาพด้านบนมีอัญมณีของมรกตบางภาพ เช่นเดียวกับสิ่งเหล่านี้แร่ธาตุอื่น ๆ เกลือโลหะโลหะผสมและเพชรแสดงโครงสร้างผลึก แต่ความสัมพันธ์ระหว่างการสั่งซื้อและสมมาตรคืออะไร??

หากคริสตัลที่สามารถสังเกตเห็นอนุภาคด้วยตาเปล่าได้นั้นจะถูกนำมาใช้ในการดำเนินการแบบสมมาตร (กลับด้านหมุนมุมที่ต่างกันสะท้อนในระนาบ ฯลฯ ) จากนั้นจะพบว่ายังคงไม่บุบสลาย.

ตรงกันข้ามเกิดขึ้นสำหรับของแข็งอสัณฐานซึ่งได้รับคำสั่งที่แตกต่างกันโดยหนอนบ่อนไส้เพื่อการดำเนินการสมมาตร นอกจากนี้ยังขาดรูปแบบการทำซ้ำโครงสร้างซึ่งแสดงให้เห็นถึงการกระจายแบบสุ่มของอนุภาค.

หน่วยที่เล็กที่สุดที่ประกอบเป็นลวดลายเป็นโครงสร้างคืออะไร ในภาพด้านบนผลึกของแข็งนั้นมีความสมมาตรในอวกาศในขณะที่รูปสัณฐานไม่ใช่.

หากคุณวาดสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ล้อมรอบทรงกลมสีส้มและใช้การดำเนินการสมมาตรคุณจะพบว่าพวกมันสร้างส่วนอื่น ๆ ของคริสตัล.

สิ่งก่อนหน้านี้ถูกทำซ้ำด้วยสี่เหลี่ยมที่เล็กกว่าและเล็กกว่าจนกระทั่งหาอันที่ไม่สมมาตร เซลล์ที่นำหน้าด้วยขนาดคือโดยนิยามเซลล์หน่วย.

เซลล์รวม

เซลล์รวมเป็นการแสดงออกโครงสร้างขั้นต่ำที่ช่วยให้การทำสำเนาที่สมบูรณ์ของผลึกของแข็ง จากจุดนี้มันเป็นไปได้ที่จะรวบรวมคริสตัลเคลื่อนไปในทุกทิศทางของพื้นที่.

มันถือได้ว่าเป็นลิ้นชักขนาดเล็ก (ลำต้น, ถัง, ภาชนะบรรจุ ฯลฯ ) ที่วางอนุภาคที่เป็นตัวแทนของทรงกลมวางตามรูปแบบการเติม ขนาดและรูปทรงของกล่องนี้ขึ้นอยู่กับความยาวของแกน (a, b และ c) เช่นเดียวกับมุมระหว่างพวกเขา (α, βและγ).

เซลล์หน่วยที่ง่ายที่สุดคือโครงสร้างลูกบาศก์แบบง่าย (รูปภาพบนสุด (1)) ในจุดศูนย์กลางของทรงกลมตรงมุมของลูกบาศก์วางสี่ที่ฐานและสี่บนหลังคา.

ในการจัดเรียงนี้ทรงกลมแทบครอบครอง 52% ของปริมาตรรวมของลูกบาศก์และเนื่องจากธรรมชาติสร้างสูญญากาศจึงไม่มีสารประกอบหรือองค์ประกอบจำนวนมากที่นำโครงสร้างนี้มาใช้.

อย่างไรก็ตามหากทรงกลมถูกจัดเรียงในก้อนเดียวกันในลักษณะที่หนึ่งตรงกลาง (ลูกบาศก์อยู่ตรงกลางลำตัว bcc) จากนั้นบรรจุภัณฑ์ขนาดกะทัดรัดและมีประสิทธิภาพจะสามารถใช้ได้ (2) ตอนนี้ทรงกลมครอง 68% ของปริมาณทั้งหมด.

ในทางกลับกันใน (3) ไม่มีทรงกลมตรงกลางของลูกบาศก์ แต่ศูนย์กลางของใบหน้าของพวกเขาและทั้งหมดครอบครองมากถึง 74% ของปริมาตรรวม (ลูกบาศก์อยู่ตรงกลางใบหน้า, ccp).

ดังนั้นจะเห็นได้ว่าการเตรียมการอื่น ๆ สามารถรับได้ในคิวบ์เดียวกันโดยเปลี่ยนแปลงวิธีที่ดาวฤกษ์บรรจุ (ไอโอนิกโมเลกุลอะตอม ฯลฯ ).

ชนิด

โครงสร้างผลึกสามารถจำแนกตามระบบผลึกหรือลักษณะทางเคมีของอนุภาค.

ยกตัวอย่างเช่นระบบลูกบาศก์เป็นส่วนใหญ่ของของแข็งผลึกทั้งหมดและเป็นจำนวนมากอยู่ภายใต้มัน; อย่างไรก็ตามระบบเดียวกันนี้ใช้กับทั้งอิออนคริสตัลและคริสตัลโลหะ.

ตามระบบผลึกของมัน

ในภาพก่อนหน้านี้ระบบผลึกหลักเจ็ดระบบแสดง จะเห็นได้ว่าในความเป็นจริงแล้วมีทั้งหมด 14 รายการซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์บรรจุภัณฑ์รูปแบบอื่น ๆ สำหรับระบบเดียวกันและประกอบเป็นเครือข่าย Bravais.

จาก (1) ถึง (3) เป็นผลึกที่มีระบบลูกบาศก์คริสตัล ใน (2) มีการสังเกต (โดยแถบสีฟ้า) ว่าทรงกลมของศูนย์กลางและที่มุมมีปฏิสัมพันธ์กับแปดเพื่อนบ้านเพื่อให้ทรงกลมมีหมายเลขประสานงาน 8 และใน (3) หมายเลขประสานงานคือ 12 (เพื่อที่จะเห็นมันคุณต้องทำซ้ำลูกบาศก์ในทิศทางใดก็ได้).

องค์ประกอบ (4) และ (5) สอดคล้องกับระบบ tetragonal อย่างง่ายและอยู่กึ่งกลางใบหน้า ซึ่งแตกต่างจากลูกบาศก์แกน c ของมันยาวกว่าแกน a และ b.

จาก (6) ถึง (9) เป็นระบบ orthorhombic: จากระบบที่เรียบง่ายและมีศูนย์กลางที่ฐาน (7) ไปจนถึงระบบที่อยู่กึ่งกลางลำตัวและใบหน้า ในα, βและγมี90º แต่ทุกด้านมีความยาวต่างกัน.

ตัวเลข (10) และ (11) เป็นผลึก monoclinic และ (12) คือ triclinic นำเสนอความไม่เท่าเทียมกันครั้งสุดท้ายในทุกมุมและแกน.

องค์ประกอบ (13) เป็นระบบ rhombohedral คล้ายกับลูกบาศก์ แต่มีมุมγแตกต่างจาก90º ในที่สุดก็มีผลึกหกเหลี่ยม

การกระจัดขององค์ประกอบ (14) เกิดปริซึมหกเหลี่ยมที่ติดตามโดยเส้นประสีเขียว.

ตามลักษณะทางเคมีของมัน

- หากผลึกเกิดจากไอออนจะมีผลึกไอออนิกอยู่ในเกลือ (NaCl, CaSO)₄, CuCl₂, KBr เป็นต้น)

- โมเลกุลเช่นรูปแบบกลูโคส (เมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้) ผลึกโมเลกุล; ในกรณีนี้ผลึกน้ำตาลที่มีชื่อเสียง.

- อะตอมที่มีพันธะเป็นโควาเลนต์ในรูปแบบผลึกโควาเลนต์ เช่นกรณีของเพชรหรือซิลิคอนคาร์ไบด์.

- นอกจากนี้โลหะเช่นทองเป็นโครงสร้างลูกบาศก์ขนาดกะทัดรัดซึ่งเป็นผลึกโลหะ.

ตัวอย่าง

K₂Cr₂O₇ (ระบบ triclinic)

NaCl (ระบบลูกบาศก์)

ZnS (wurtzite, ระบบหกเหลี่ยม)

CuO (ระบบ monoclinic)

การอ้างอิง

1. Quimitube (2015). ทำไม "คริสตัล" ไม่ใช่คริสตัล. สืบค้นเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2018 จาก: quimitube.com
2. Pressbooks 10.6 โครงสร้างของตาข่ายในของแข็งผลึก สืบค้นเมื่อวันที่ 26 พฤษภาคม 2018 จาก: opentextbc.ca
3. ศูนย์ทรัพยากรทางวิชาการโครงสร้างผลึก. [PDF] สืบค้นเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2018 จาก: web.iit.edu
4. หมิง (30 มิถุนายน 2558). ประเภทโครงสร้างผลึก. สืบค้นเมื่อวันที่ 26 พฤษภาคม 2018 จาก: crystalvisions-film.com
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31 มกราคม 2018). ประเภทของผลึก. สืบค้นเมื่อวันที่ 26 พฤษภาคม 2018 จาก: thoughtco.com
6. KHI (2007). โครงสร้างผลึก. สืบค้นเมื่อวันที่ 26 พฤษภาคม 2018 จาก: folk.ntnu.no
7. Paweł Maliszczak (25 เมษายน 2559). ผลึกมรกตที่ขรุขระจากหุบเขา Panjshir ประเทศอัฟกานิสถาน. [รูป] สืบค้นเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2018 จาก: commons.wikimedia.org
8. Napy1kenobi (26 เมษายน 2551) Bravais lattices [รูป] สืบค้นเมื่อวันที่ 26 พฤษภาคม 2018 จาก: commons.wikimedia.org
9. ผู้ใช้: Sbyrnes321 (21 พฤศจิกายน 2011) ผลึกหรือสัณฐาน [รูป] สืบค้นเมื่อวันที่ 26 พฤษภาคม 2018 จาก: commons.wikimedia.org