Rakenteen Crystal rakenne, tyypit ja esimerkit



kiderakenne Yksi kiinteistä tiloista osoittaa, että atomit, ionit tai molekyylit voivat luonnostaan ​​omaksua, ja jolle on tunnusomaista se, että sillä on suuri tilakokoonpano. Toisin sanoen tämä on osoitus "korpulaarisesta arkkitehtuurista", joka määrittelee monia elimistöitä kirkkailla ja lasimaisilla esiintymisillä.

Mikä edistää tai mikä voima on vastuussa tästä symmetriasta? Hiukkaset eivät ole yksin, vaan ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Nämä vuorovaikutukset kuluttavat energiaa ja vaikuttavat kiintoaineiden stabiilisuuteen niin, että hiukkaset pyrkivät mukautumaan itseensä minimoimaan tämän energiahäviön.

Sitten niiden luontaiset luonnot johtavat siihen, että ne sijoittuvat kaikkein vakaimpaan tilasuunnitteluun. Tämä voi olla esimerkiksi silloin, kun samojen varausten sisältävien ionien väliset vastenmielisyydet ovat vähäisiä, tai jos myös jotkin atomit, kuten metalliset, käyttävät pakkauksissaan suurinta mahdollista tilavuutta.

Sanalla "kristalli" on kemiallinen merkitys, jota voidaan vääristää muille elimille. Kemiallisesti se viittaa järjestettyyn rakenteeseen (mikroskooppisesti), joka voi koostua esimerkiksi DNA-molekyyleistä (DNA-kide)..

Se on kuitenkin yleisesti väärin käytetty viittaamaan mihin tahansa esineeseen tai lasipintaan, kuten peileihin tai pulloihin. Toisin kuin todellisissa kiteissä, lasi koostuu silikaattien ja monien muiden lisäaineiden amorfisesta (sotkuisesta) rakenteesta.

indeksi

  • 1 Rakenne
    • 1.1 Yksittäinen solu
  • 2 tyyppiä
    • 2.1 Kiteisen järjestelmän mukaan
    • 2.2 Kemiallisen luonteensa mukaan
  • 3 Esimerkkejä
    • 3.1 K2Cr2O7 (triklininen järjestelmä)
    • 3,2 NaCl (kuutiojärjestelmä)
    • 3.3 ZnS (wurtzite, kuusikulmainen järjestelmä)
    • 3.4 CuO (monoklininen järjestelmä)
  • 4 Viitteet

rakenne

Ylemmässä kuvassa on kuvattu joitakin smaragdeja. Näiden tavoin monilla muilla mineraaleilla, suoloilla, metalleilla, seoksilla ja timanteilla on kiteinen rakenne; Mutta mikä on sen tilauksen ja symmetrian suhde??

Jos kiteitä, joiden hiukkasia voidaan havaita paljaalla silmällä, käytetään symmetriaoperaatioissa (käännetään, kierretään sitä eri kulmissa, heijastetaan sitä tasossa jne.), Sen havaitaan pysyvän ehjänä kaikissa avaruuden mitoissa.

Päinvastainen tapahtuu amorfiselle kiinteälle aineelle, josta eri järjestykset saadaan aikaan altistamalla se symmetriatoiminnolle. Lisäksi siinä ei ole rakenteellisia toistokuvioita, jotka osoittavat sen hiukkasten sattumanvaraisen jakautumisen.

Mikä on pienin yksikkö, joka muodostaa rakenteellisen kuvion? Ylemmässä kuvassa kiteinen kiinteä aine on symmetrinen avaruudessa, kun taas amorfinen ei ole.

Jos piirrät jotakin oranssia palloja sisältäviä neliöitä ja käytät symmetriatoimintoja, huomaat, että ne tuottavat muita kristallin osia.

Edellinen asia toistetaan pienemmillä ja pienemmillä neliöillä, kunnes löydetään se, joka on epäsymmetrinen; se, joka edeltää sitä, on määritelmän mukaan yksikön solu.

Unitary cell

Yhtenäinen solu on minimirakenteen ilmentymä, joka mahdollistaa kiteisen kiinteän aineen täydellisen lisääntymisen. Tästä on mahdollista koota kristalli, siirtämällä se kaikkiin avaruuden suuntiin.

Sitä voidaan pitää pienenä laatikkona (runko, ämpäri, säiliö jne.), Jossa pallot edustavat hiukkaset sijoitetaan täyttömallin jälkeen. Tämän laatikon mitat ja geometria riippuvat sen akseleiden pituuksista (a, b ja c) sekä niiden kulmista (α, β ja γ).

Yksinkertaisin kaikista yksikkösoluista on yksinkertaisen kuutiomaisen rakenteen (yläkuva (1)). Tässä pallojen keskellä on kuution kulmat, jotka sijoittuvat neljä pohjaan ja neljä katolle.

Tässä järjestelyssä pallot tuskin vievät 52% kuution kokonaistilavuudesta, ja koska luonto loukkaa tyhjiötä, ei ole monia yhdisteitä tai elementtejä, jotka hyväksyvät tämän rakenteen.

Kuitenkin, jos pallot on järjestetty samaan kuutioon siten, että se sijaitsee keskellä (kuutio keskellä kehoa, bcc), niin kompakti ja tehokas pakkaus on saatavilla (2). Nyt aloilla on 68% kokonaistilavuudesta.

Toisaalta (3) ei mikään pallo ole kuution keskipisteessä, vaan heidän kasvojensa keskellä, ja kaikki ovat jopa 74% kokonaistilavuudesta (kuutio keskitetty kasvoille, ccp).

Näin ollen voidaan nähdä, että samaan kuutioon voidaan saada muita järjestelyjä, jotka vaihtelevat pallojen pakkaustapaa (ionit, molekyylit, atomit jne.).

tyyppi

Kristallirakenteet voidaan luokitella niiden kiteisten järjestelmien tai niiden hiukkasten kemiallisen luonteen mukaan.

Esimerkiksi kuutiojärjestelmä on yleisin kaikista ja monista kiteisistä kiintoaineista hallitaan siitä; tämä sama järjestelmä koskee kuitenkin sekä ionisia kiteitä että metallikiteitä.

Sen kiteisen järjestelmän mukaan

Edellisessä kuvassa esitetään seitsemän pääkristallijärjestelmää. Voidaan huomata, että näistä on neljätoista, jotka ovat muiden samojen järjestelmien pakkausmuotojen ja Bravais-verkostojen tuote..

(1) - (3) ovat kiteet, joissa on kuutio- kiteiset järjestelmät. Kohdassa (2) havaitaan (sinisillä raidoilla), että keskuksen ja kulmien pallo on vuorovaikutuksessa kahdeksan naapurin kanssa siten, että aloilla on koordinointinumero 8. Ja (3) koordinointinumero on 12 (nähdäksesi, sinun täytyy kopioida kuutio mihin tahansa suuntaan).

Elementit (4) ja (5) vastaavat yksinkertaisia ​​tetragonaalisia järjestelmiä ja keskitetään kasvoille. Toisin kuin kuutio, sen c-akseli on pidempi kuin a- ja b-akselit.

Vuodesta (6) - (9) ovat ortorombiset järjestelmät: yksinkertaisista ja keskitetyt pohjat (7), ne, jotka ovat keskellä kehoa ja kasvoja. Näissä a, β ja γ ovat 90º, mutta kaikki sivut ovat eri pituisia.

Kuviot (10) ja (11) ovat monokliinisiä kiteitä ja (12) on triklinikka, joka esittää viimeiset epätasa-arvot kaikissa sen kulmissa ja akseleissa.

Elementti (13) on rombohedraalinen järjestelmä, joka on samanlainen kuin kuutiomainen, mutta kulma y on erilainen kuin 90º. Lopuksi on kuusikulmaisia ​​kiteitä

Elementtien (14) siirtymät alkavat vihreän katkoviivojen jäljittämistä kuusikulmaista prismaa.

Sen kemiallisen luonteen mukaan

- Jos kiteet muodostuvat ioneista, niin ne ovat ionisia kiteitä, jotka ovat läsnä suoloissa (NaCl, CaSO4, CuCI2, KBr jne.)

- Molekyylit, kuten glukoosimuoto (aina kun mahdollista), molekyylikiteitä; tässä tapauksessa kuuluisat sokerikiteet.

- Atomit, joiden sidokset ovat olennaisesti kovalenttisia, muodostavat kovalenttisia kiteitä. Tällaisia ​​ovat esimerkiksi timantti tai piikarbidi.

- Myös metallit, kuten kulta, muodostavat kompakteja kuutiometrisiä rakenteita, jotka ovat metallikiteitä.

esimerkit

K2op2O7 (triklininen järjestelmä)

NaCl (kuutiojärjestelmä)

ZnS (wurtzite, kuusikulmainen järjestelmä)

CuO (monoklininen järjestelmä)

viittaukset

  1. Quimitube. (2015). Miksi "kiteet" eivät ole kiteitä. Haettu 24. toukokuuta 2018 alkaen: quimitube.com
  2. Pressbooks. 10.6 Kiteisten kiintoaineiden ristikkorakenteet. Haettu 26. toukokuuta 2018 alkaen: opentextbc.ca
  3. Kristallirakenteiden akateeminen resurssikeskus. [PDF]. Haettu 24. toukokuuta 2018 alkaen: web.iit.edu
  4. Ming. (30. kesäkuuta 2015). Tyypit Kristallirakenteet. Haettu 26. toukokuuta 2018 osoitteesta: crystalvisions-film.com
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31. tammikuuta 2018). Kiteiden tyypit. Haettu 26. toukokuuta 2018 osoitteesta thinkco.com
  6. KHI. (2007). Kiteiset rakenteet. Haettu 26. toukokuuta 2018 alkaen: folk.ntnu.no
  7. Paweł Maliszczak. (25. huhtikuuta 2016). Karkeat emeraldin kiteet Panjshir Valley Afganistanista. [Kuva]. Haettu 24. toukokuuta 2018 alkaen: commons.wikimedia.org
  8. Napy1kenobi. (26. huhtikuuta 2008). Bravais-ristikot. [Kuva]. Haettu 26. toukokuuta 2018 alkaen: commons.wikimedia.org
  9. Käyttäjä: Sbyrnes321. (21. marraskuuta 2011). Kiteinen tai amorfinen. [Kuva]. Haettu 26. toukokuuta 2018 alkaen: commons.wikimedia.org