Eenheidscel -eigenschappen, rode constante en typen

De Eenheidscel Het is een denkbeeldige ruimte of regio die de minimale uitdrukking van een geheel vertegenwoordigt; Dat in het geval van chemie het geheel een kristal zou zijn dat bestaat uit atomen, ionen of moleculen, die worden geordend volgens een structureel patroon.

In het dagelijks leven kun je voorbeelden vinden die dit concept belichamen. Hiervoor is het noodzakelijk om aandacht te besteden aan objecten of oppervlakken die een bepaalde repetitieve volgorde van zijn elementen vertonen. Sommige mozaïeken, bas -reliëf, ambacht.

Unitaire cellen op kat- en geitenpapier. Bron: Hanna Petruschat (WMDE) [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)].

Om het duidelijker te illustreren, heb je het superieure beeld dat kan worden gebruikt als een tapijtpapier. Daarin verschijnen katten en geiten met twee alternatieve zintuigen; Katten zijn voeten of hoofd, en de geiten die omhoog of omlaag kijken.

Deze katten en geiten vormen een repetitieve structurele volgorde. Om al het papier te bouwen, zou het voldoende zijn om de unitaire cel een voldoende aantal keren door het oppervlak te reproduceren, door middel van translationele bewegingen.

De mogelijke eenheidscellen worden weergegeven met de blauwe, groene en rode dozen. Elk van deze drie kan worden gebruikt om het papier te verkrijgen; Maar het is noodzakelijk om ze fantasierisch langs het oppervlak te verplaatsen om erachter te komen of ze dezelfde volgorde die in het beeld wordt waargenomen, reproduceren.

Beginnend met de rode doos, wordt op prijs gesteld dat als drie kolommen (van katten en geiten) naar links zouden worden verplaatst, twee geiten niet langer in het onderste deel zouden verschijnen, maar slechts één. Daarom zou het leiden tot een andere volgorde en kan het niet worden beschouwd als een eenheidscel.

Terwijl als ze de twee vakken, blauw en groen verplaatsen, dezelfde papieren reeks zou worden verkregen. Beide zijn eenheidscellen; De blauwe doos gehoorzaamt echter de definitie meer, omdat deze kleiner is dan de groene doos.

[TOC]

Cell -eigenschappen van eenheid

Zijn eigen definitie, naast het nieuw uitgelegd voorbeeld, verduidelijkt verschillende van zijn eigenschappen:

-Als ze zich in de ruimte bewegen, ongeacht de richting, wordt het volledige vaste stof of het glas verkregen. Dit komt omdat ze, zoals vermeld met katten en geiten, de structurele volgorde reproduceren; die gelijk is aan de ruimtelijke verdeling van repetitieve eenheden.

-Ze moeten zo klein mogelijk zijn (of weinig volume bezetten) in vergelijking met andere mogelijke celopties.

Kan u dienen: methylmalonzuur: structuur, eigenschappen, synthese, gebruik

-Ze zijn gewoon, symmetrisch. Evenzo wordt de symmetrie ervan letterlijk weerspiegeld in de kristallen van de verbinding; Als de eenheidscel van een zout kubiek is, zullen de kristallen kubiek zijn. Er zijn echter kristallijne structuren beschreven met eenheidscellen met vervormde geometrieën.

-Ze bevatten de repetitieve eenheden, die kunnen worden vervangen door punten, die op hun beurt drie -dimensionaal bekend staat als een dradenkruis. In het vorige voorbeeld vertegenwoordigen katten en geiten de reticulaire punten, gezien vanuit een hoger vlak; dat wil zeggen twee dimensies.

Aantal repetitieve eenheden

De repetitieve eenheden of reticulaire punten van de eenheidscellen handhaven hetzelfde deel van de vaste deeltjes.

Als het aantal katten en geiten in de blauwe doos wordt geteld, zijn er twee katten en geiten. Hetzelfde geldt voor de groene doos, en ook met de rode doos (zelfs als het al bekend is dat het geen eenheidscel is).

Stel bijvoorbeeld dat katten en geiten respectievelijk atomen G en C zijn (een vreemde dierenlassen). Aangezien het aandeel tussen G en C 2: 2 of 1: 1 in de blauwe doos is, kan worden verwacht, zonder fouten, dat de vaste stof de GC (of CG) -formule heeft.

Wanneer de vaste stof min of meer compacte structuren heeft, zoals bij zouten, metalen, oxiden, sulfiden en legeringen, zijn er in de eenheidscellen geen hele repetitieve eenheden; dat wil zeggen, er zijn porties of delen ervan, die oplopen tot een of twee eenheden.

Dit is niet het geval voor GC. Als de blauwe doos zou "starten" aan katten en geiten in twee (1/2G en 1/2C) of vier delen (1/4G en 1/4C). In de volgende paragrafen zal blijken dat in deze eenheidscellen de reticulaire punten op deze en andere manieren handig zijn verdeeld.

Welke netwerkconstanten definiëren een eenheidscel?

De eenheidscellen van het GC -voorbeeld zijn twee -dimensionaal; Dit is echter niet van toepassing in de echte modellen die rekening houden met de drie dimensies. Aldus worden de dozen of parallellogrammen omgezet in parallellepípedos. Nu krijgt de term "cel" meer zinvol.

De afmetingen van deze cellen of parallellepipeds hangen af ​​van hoe lang hun respectieve kanten en hoeken zijn.

In de onderste afbeelding heb je de onderste achterhoek van de parallellepiped, samengesteld uit de zijkanten naar, B En C, en de hoeken α, β en γ.

Parameters van een eenheidscel. Bron: Gabriel Bolívar.

Zoals je kan zien, naar is iets langer dan B En C. In het midden heb je een cirkel met een stippellijn om de hoeken α, β en γ aan te geven, tussen AC, CB En ba, respectievelijk. Voor elke eenheidscel hebben deze parameters constante waarden en definiëren ze hun symmetrie en de rest van het glas.

Kan u van dienst zijn: calciumperoxide (CaO2): eigenschappen, risico's en gebruik

De beeldparameters zijn weer een verbeelding toepassen naar. Eenheidscellen ontstaan ​​dus met verschillende lengtes en hoeken van de randen, die ook in verschillende typen kunnen worden ingedeeld.

Jongens

De 14 Bravais -netwerken en de zeven basiskristallijne systemen. Bron: De originele uploader was Angrense bij Portugese Wikipedia. [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0/]]

Opmerking om de stippellijnen in de eenheidscellen te starten: ze geven de onderste achterhoek aan, zoals uitgelegd. De volgende vraag kan worden gesteld, waar zijn de reticulaire punten of repetitieve eenheden? Hoewel ze de verkeerde indruk wekken dat de cellen leeg zijn, ligt in hun hoekpunten het antwoord.

Deze cellen worden op een zodanige manier gegenereerd of kiezen dat in hun hoekpunten de repetitieve eenheden zich bevinden (grijze punten van de afbeelding). Afhankelijk van de waarden van de parameters die in de vorige sectie zijn vastgesteld, zijn constant voor elke eenheidscel, zeven kristallijne systemen afgeleid.

Elk kristallijn systeem heeft zijn eigen unitaire cel; De tweede definieert de eerste. In de bovenste afbeelding zijn er zeven vakken, overeenkomend met de zeven kristallijne systemen; of een beetje meer samenvatting, kristallijne netwerken. Zo komt een kubieke eenheidscel bijvoorbeeld overeen met een van de kristallijne systemen die een kubisch kristallijn netwerk definieert.

Volgens de afbeelding zijn de kristallijne systemen of netwerken:

-Kubiek

-Tetragonaal

-Ortorrombica

-Zeshoekig

-Monoklinisch

-Triclinic

-Trigonaal

En binnen deze kristallijne systemen anderen die de veertien netten van Bravais vormen; dat ze van alle kristallijne netwerken de meest elementaire zijn.

Kubiek

In een kubus zijn al zijn zijden en hoeken hetzelfde. Daarom wordt het volgende in deze eenheidscel vervuld:

naar = B = C

α = β = γ = 90º

Er zijn drie kubieke eenheidscellen: eenvoudig of primitief, gecentreerd op het lichaam (BCC) en gecentreerd op gezichten (FCC). De verschillen liggen in hoe de punten (atomen, ionen of moleculen) en in het aantal worden verdeeld.

Welke van deze cellen is het meest compact? Dat wiens volume meer wordt bezet door punten: de kubieke gecentreerd op de gezichten. Merk op dat als we de punten vervangen door de katten en geiten van het begin, ze niet zouden worden beperkt tot een enkele cel; Ze zouden erbij horen en worden gedeeld door verschillende. Nogmaals, het zouden delen van G of C zijn.

Het kan u van dienst zijn: Hydrocoloid

Aantal eenheden

Als katten of geiten in de hoekpunten zouden zijn, zouden ze worden gedeeld door 8 eenheidscellen; Dat wil zeggen, elke cel zou 1/8 van G of C hebben. Samen of stel je 8 kubussen voor, in twee kolommen van elk twee rijen, om het te visualiseren.

Als katten of geiten op de gezichten zouden zijn, zouden ze alleen worden gedeeld door 2 eenheidscellen. Om het te zien, is het voldoende om twee kubussen te verzamelen.

Aan de andere kant, als de kat of geit zich in het midden van de kubus bevond, zouden ze slechts tot een enkele unitaire cel behoren; Hetzelfde gebeurt met de dozen van de hoofdafbeelding, toen het concept werd aangepakt.

Zei toen het bovenstaande, in een eenvoudige kubieke cel A Eenheid of reticulair punt, omdat het 8 hoekpunten heeft (1/8 x 8 = 1). Voor de kubieke cel die in het lichaam is gecentreerd, heb je: 8 hoekpunten, die gelijk is aan een atoom, en een punt of eenheid in het midden; Daarom is er twee eenheden.

En voor de kubieke cel gecentreerd op de gezichten die je hebt: 8 hoekpunten (1) en zes gezichten, waarbij de helft van elk punt of eenheid wordt gedeeld (1/2 x 6 = 3); Daarom heeft het vier eenheden.

Tetragonaal

Soortgelijke opmerkingen kunnen worden gedaan met betrekking tot de unitaire cel voor het tetragonale systeem. De structurele parameters zijn als volgt:

naar = B ≠ C

α = β = γ = 90º

Ortorrombica

De parameters voor de ortorrombische cel zijn:

naar ≠ B ≠ C

α = β = γ = 90º

Monoklinisch

De parameters voor monokliene cel zijn:

naar ≠ B ≠ C

α = γ = 90º; β ≠ 90º

Triclinic

De parameters voor de tricliniccel zijn:

naar ≠ B ≠ C

α ≠ β ≠ γ ≠ 90º

Zeshoekig

De parameters voor de zeshoekige cel zijn:

naar = B ≠ C

α = β = 90º; γ ≠ 120º

De cel vormt eigenlijk het derde deel van een zeshoekige prisma.

Trigonaal

En ten slotte zijn de parameters voor de trigonale cel:

naar = B = C

α = β = γ ≠ 90º

Referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Scheikunde. (8e ed.)). Cengage Learning P 474-477.
2. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). MC Graw Hill.
3. Wikipedia. (2019). Primitieve cel. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
4. Bryan Stephanie. (2019). Unit Cell: Latice Parameters & Cubic Structures. Studie. Hersteld van: studie.com
5. Academisch resource center. (S.F.)). Kristalstructuren. [PDF]. Illinois Institute of Technology. Opgehaald uit: Web.IIT.Edu
6. Belford Robert. (7 februari 2019). Kristallatices en eenheidscellen. Chemistry Libhethexts. Hersteld van: chem.Librhetxts.borg