Kiteinen rakenne

Natriumkloridin kiteinen rakenne

Mikä on kiteinen rakenne?

Se kiteinen rakenne Se viittaa tapaan, jolla atomit, ionit tai molekyylit on järjestetty tai pakattu kiteisiin kiinteisiin aineisiin, kuten timanteihin, suolaan (natriumkloridiin) tai sokeriin (sakkaroosi).

Kiteiset kiinteät aineet muodostetaan kolmen dimensionaalisten yksiköiden yksiköiden solujen verkot. Nämä muistuttavat pieniä identtisiä rakennuslohkoja (kuten layot), jotka sitoutuvat toisiinsa muodostamaan kiteitä, jotka voimme nähdä paljaalla silmällä.

Kiteinen rakenne koostuu tämän yhtenäisen solun muodon kuvauksesta ja tarkasta sijainnista, joka jokaisella atomilla on mainitussa solussa.

Kiteisen rakenteen ominaisuudet

Muodostetaan toistetut yksikkösolut

Kiteinen rakenne koostuu yksikkösolun toistosta kaikkiin suuntiin. Nämä solut koostuvat kolmen dimensionaalisesta rinnakkaiskipipeistä, joiden muoto ja koko on määritelty kolmella vektorilla a, b ja c, ja näiden vektoreiden välisillä kulmilla, joita kutsutaan a-, β- ja y.

Ne ovat hyvin tilattuja rakenteita

Kiteiselle rakenteelle on ominaista olla yksi olemassa olevista tiloista, jotka ovat olemassa. Kiteillä on niin määrätty, että tietäen yksikkösolun rakenteen, joka sisältää vain kourallisen atomeja, miljoonien atomien, ionien tai molekyylien muodostaman lasin rakenne voidaan rakentaa uudelleen.

He esittävät symmetriaa

Suurimmalla osalla yksikkösoluista, joihin kiteisiä kiinteitä aineita voidaan rakentaa, on jonkinlainen symmetria. Tämä tarkoittaa, että solun osan sisältö toistetaan sen toisessa osassa kierto-, pohdinnan tai sijoitusten suorittamisen jälkeen.

Voi palvella sinua: kiertokuivaus: toiminta, mihin se on, osat, sovellukset

Esimerkiksi, jos yksikkökennolla on symmetriataso, tämä tarkoittaa, että puolet solusta on toisen heijastus.

Aineen ja kiteisen rakenteen ominaisuuksien välinen suhde

On monia fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, jotka riippuvat kiteisestä rakenteesta:

Tiheys

Kiteiseen rakenteeseen pakattuun tapaan riippuen siitä, miten atomit on pakattu, voidaan saada kompakteja rakenteita tai rakenteita, joissa atomit ovat kauempana toisistaan. Ensimmäisessä tapauksessa saadaan tiheä ja raskas kiinteä aine, koska enemmän atomeja on pakattu pienempaan tilavuuteen.

• Esimerkki

Jos vertaamme kolmea kuutiometriä kiteistä rakennetta, joita kutsutaan yksinkertaiseksi kuutioksi (P), kuutiometriä, joka on keskittynyt kasvoihin (FCC) ja kuutiometriä, joka on keskittynyt runkoon (BCC) yhtä suurille atomille, BCC -rakenne on 2 on 2.6 kertaa tiheämpi kuin FCC, ja FCC on 1.4 kertaa tiheämpi kuin P.

Kiteinen muoto

Niiden kiteiden muoto, jonka voimme nähdä paljaalla silmällä, on heijastus kiteisestä rakenteesta ja erityisesti yhtenäisestä solusta. Yhtenäisen solun rakenteesta riippuen kiteet kasvavat enemmän yhteen suuntaan kuin toiset, mikä aiheuttaa kiteitä, joilla on erilaiset muodot, kuten neulat, kiintiöt, kuusikulmaiset kiteet jne.

Anisotropia

Fysikaaliset ominaisuudet, kuten lämmön tai sähkönjohtavuus ja aineen magneettiset ominaisuudet ovat usein suurempia koko materiaalisuunnassa kuin toisessa.

Tätä kutsutaan anisotropiaksi, ja nämä vaikutukset ovat erityisen voimakkaita kiteisiin rakenteisiin, koska ne ovat hyvin järjestettyjä ja säännöllisiä rakenteita.

Voi palvella sinua: diastreeomerit

Kiteisen rakenteen tyypit

Kiteiset rakenteet voidaan luokitella yksikkösolun tyypin mukaan, jolla ne muodostuvat. Näille on ominaista kolme osapuolta, jotka yhdistyvät johonkin sen reunaan (nimeltään A, B ja C) ja näiden puolten väliset kulmat (nimeltään α, β ja y).

Tämä aiheuttaa 7 kiteistä järjestelmää. Jokaisessa näissä kiteisissä järjestelmissä erityyppiset yksikkösolut voidaan erottaa. Kaikkiaan on 14 erilaista yksikkösolua, joita kutsutaan 14 bravais -verkkoksi ja jotka on esitetty alla:

Kuutiojärjestelmä

Kuten nimestä voi päätellä, yksikkösolu koostuu täydellisestä kuutiosta. Kolme puolta, A, B ja C ovat yhtä suuret toistensa kanssa, ja niiden kolme kulmaa ovat kaikki 90 °. Tämä järjestelmä koostuu soluista:

• Yksinkertainen tai primitiivinen kuutio.
• Kuutiometriä keskittynyt vartaloon (BCC).
• Kuutio keskittyy kasvoihin (FCC).

Tetragonaalinen järjestelmä

Tämän tyyppisessä kiteisessä rakenteessa A ja B ovat samat, mutta C on erilainen, mutta kaikki pysyvät kohtisuorassa toisiinsa nähden. Tetragonaaliset solut voivat olla:

• Yksinkertainen tai primitiivinen tetragonaalinen.
• Rungon keskitetty tetragonaali.

Ortorrominen järjestelmä

Tässä kiteisessä järjestelmässä A, B ja C ovat kaikki erilaisia, mutta ne ovat silti kohtisuorassa toisiaan kohtaan. Ortorromisia soluja on 4 erilaista:

• Primitiivinen tai yksinkertainen ortorrominen.
• Vartalokeskeinen orthromi.
• Pohjakeskeinen orthromi.
• Kasvojen keskitetyt ortoromiset.

Monokliininen järjestelmä

Primitiivinen monokliininen solu Pohjakeskeinen monokliininen solu

Monokliininen järjestelmä on samanlainen kuin kuusikulmainen, paitsi että kaikki sen sivut ovat erilaisia. Monokliiniseen järjestelmään on kaksi solua:

• Primitiivinen monokliininen.
• Pohjakeskeinen monokliininen.

Voi palvella sinua: dihydroksiasetoni: rakenne, ominaisuudet, hankkiminen, käyttö

Trikliininen järjestelmä

Trikliinisolu

Kolmikuljetusjärjestelmässä ei ole symmetriaa. Kaikki kulmat ovat erilaisia ​​toisistaan, eikä niiden tarvitse olla 90 °. Kaikki sen sivut ovat myös erilaisia.

Kuusikulmainen järjestelmä

Kuusikulmio

Tämä solu sisältää sivut A ja B erilainen ja erilainen C -puoli. Kulmat a ja β ovat molemmat 90 °, kun taas y = 120 °.

Trigonaalinen tai rhomboyan -järjestelmä

Trigonaalinen tai rhomboedical Cell

Tämä on erityisen tyyppinen rakenne, joka on samanlainen kuin ämpäri ja venyttämällä sitä kahta vastakkaista kärkeä pitkin. Kaikki puolet ovat samat ja myös niiden kulmat, mutta nämä eivät ole 90 °.

Esimerkkejä kiteisistä rakenteista

Natriumkloridia

Sen kiteinen rakenne koostuu kuutioverkosta, joka on keskittynyt kasvoihin, joissa on 4 NaCl -yksikköä jokaiselle yksikkökennolle,

Alfa -rauta

Rauta kiteyttää alfa -raudan 768 ° C: ssa. Sen rakenne on kuutiometriä keskittynyt vartaloon, jonka 2 -reuna on 2.86 Å (tai 286 PM)

Gammasauta

Se on rautamuoto, joka esiintyy välillä 910 ° C - 1400 ° C ja jonka kuutiomainen rakenne on keskittynyt 3: n pintoihin.64 Å (364 pm) reunaa.

Timantti

Timantti on yksi arvokkaimmista hiilimuodoista ja siinä on kuutiometriä kiteinen rakenne, joka on keskittynyt kasvoihin (FCC), joka sisältää kaksi hiiliatomia ja 3 reunan 3.75 Å (375 pm).

Grafiitti

Grafiitti on toinen hyvin yleinen hiili. Tässä tapauksessa nämä ovat hiiliatomien arkkeja yhdessä muodostaen 6 -jäsenen renkaat, mikä aiheuttaa kuusikulmaisen kiteisen rakenteen.