Ενιαίες ιδιότητες κελιών, σταθερές και τύποι δικτύου

Το μονάδα μονάδας είναι ένας φανταστικός χώρος ή περιοχή που αντιπροσωπεύει την ελάχιστη έκφραση ενός συνόλου. ότι στην περίπτωση της χημείας, το σύνολο θα γίνει ένας κρύσταλλος αποτελούμενος από άτομα, ιόντα ή μόρια, τα οποία είναι διατεταγμένα σύμφωνα με ένα δομικό σχέδιο.

Στην καθημερινή ζωή μπορείτε να βρείτε παραδείγματα που ενσωματώνουν αυτή την έννοια. Γι 'αυτό είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή σε αντικείμενα ή επιφάνειες που παρουσιάζουν μια ορισμένη επαναλαμβανόμενη σειρά των στοιχείων τους. Ορισμένα μωσαϊκά, ανάγλυφα, οροφές, φύλλα και ταπετσαρίες μπορούν να περιλαμβάνουν σε γενικές γραμμές αυτό που είναι κατανοητό από το στοιχείο μονάδας.

Για να το απεικονίσετε με μεγαλύτερη σαφήνεια, έχετε την ανώτερη εικόνα που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως ταπετσαρία. Σε αυτό φαίνονται γάτες και κατσίκες με δύο εναλλακτικές αισθήσεις. οι γάτες είναι στα πόδια τους ή στο κεφάλι τους, και οι κατσίκες που βρίσκονται ξαπλωμένοι κοιτώντας ψηλά ή προς τα κάτω.

Αυτές οι γάτες και οι κατσίκες καθιερώνουν μια επαναλαμβανόμενη δομική ακολουθία. Για να κατασκευαστεί όλο το χαρτί, θα αρκούσε η αναπαραγωγή του ενιαίου κυττάρου από την επιφάνεια αρκετά συχνά, με τη βοήθεια μεταφραστικών κινήσεων.

Τα πιθανά κελιά μονάδας αντιπροσωπεύονται από τα μπλε, πράσινα και κόκκινα κουτιά. Οποιοδήποτε από αυτά τα τρία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την απόκτηση του χαρτιού. αλλά είναι απαραίτητο να τα μετακινήσετε με ευφάνταστο τρόπο κατά μήκος της επιφάνειας για να διαπιστώσετε εάν αναπαράγουν την ίδια ακολουθία που παρατηρείται στην εικόνα.

Ξεκινώντας από το κόκκινο τετράγωνο, θα εκτιμηθεί ότι εάν τρεις κίονες (από γάτες και κατσίκες) μετακινηθούν προς τα αριστερά, δύο κατσίκες δεν θα εμφανίζονταν πλέον στο κάτω μέρος, αλλά μόνο μία. Επομένως, θα οδηγούσε σε μια άλλη αλληλουχία και δεν μπορεί να θεωρηθεί ως μονάδα μονάδας.

Ενώ αν κινηθούσαν φανταστικά τα δύο τετράγωνα, μπλε και πράσινα, ναι θα επιτευχθεί η ίδια ακολουθία του χαρτιού. Και τα δύο είναι ενιαία κύτταρα. Ωστόσο, το μπλε κουτί υπακούει περισσότερο στον ορισμό, αφού είναι μικρότερο από το πράσινο κιβώτιο.

Ευρετήριο

• 1 Ιδιότητες των στοιχείων μονάδας
  • 1.1 Αριθμός επαναλαμβανόμενων μονάδων
• 2 Τι σταθερές δικτύου ορίζουν ένα κελί μονάδας?
• 3 τύποι
  • 3.1 Κυβικά
  • 3.2 Tetragonal
  • 3.3 Ορθοθορμική
  • 3.4 Μονόκλινο
  • 3.5 Triclinics
  • 3.6 Εξάγωνο
  • 3.7 Τριγωνικό
• 4 Αναφορές

Ιδιότητες των μονάδων μονάδας

Ο δικός του ορισμός, εκτός από το παράδειγμα που μόλις επεξηγήθηκε, αποσαφηνίζει μερικές από τις ιδιότητές του:

-Αν κινούνται στο διάστημα, δεν έχει σημασία ποια θα είναι η κατεύθυνση, το στερεό ή το γεμάτο γυαλί. Αυτό συμβαίνει επειδή, όπως αναφέρθηκε με τις γάτες και τις κατσίκες, αναπαράγουν τη δομική ακολουθία. αυτό που ισούται με τη χωρική κατανομή των επαναλαμβανόμενων μονάδων.

-Θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερες (ή να καταλαμβάνουν μικρό όγκο) σε σύγκριση με άλλες πιθανές επιλογές κυττάρων.

-Συνήθως είναι συμμετρικά. Ομοίως, η συμμετρία της ανακλάται κυριολεκτικά στους κρυστάλλους της ένωσης. αν το κυψελίδα μονάδας ενός αλατιού είναι κυβικό, οι κρύσταλλοι του θα είναι κυβικοί. Ωστόσο, υπάρχουν κρυσταλλικές δομές που περιγράφονται με μονάδες κυψελών με παραμορφωμένες γεωμετρίες.

-Περιέχουν επαναλαμβανόμενες μονάδες, οι οποίες μπορούν να αντικατασταθούν από σημεία, τα οποία με τη σειρά τους συνθέτουν τρισδιάστατο αυτό που είναι γνωστό ως δικτυωτό. Στο προηγούμενο παράδειγμα οι γάτες και οι κατσίκες αντιπροσωπεύουν τα δικτυωτά σημεία, που φαίνονται από ένα ανώτερο επίπεδο. δηλαδή, δύο διαστάσεις.

Αριθμός επαναλαμβανόμενων μονάδων

Οι επαναλαμβανόμενες μονάδες ή σημεία πλέγματος των μονάδων μονάδων διατηρούν την ίδια αναλογία στερεών σωματιδίων.

Αν μετρήσετε τον αριθμό των γατών και των αιγών μέσα στο μπλε κουτί, θα έχετε δύο γάτες και κατσίκες. Το ίδιο συμβαίνει και με το πράσινο κιβώτιο και με το κόκκινο κουτί επίσης (ακόμα κι αν γνωρίζετε ήδη ότι δεν είναι μονάδα μονάδας).

Υποθέστε για παράδειγμα ότι οι γάτες και τα κατσίκια είναι άτομα G και C αντίστοιχα (μια παράξενη συγκόλληση των ζώων). Δεδομένου ότι ο λόγος μεταξύ G και C είναι 2: 2 ή 1: 1 στο μπλε κουτί, μπορεί να αναμένεται, χωρίς λάθη, ότι το στερεό θα έχει τον τύπο GC (ή CG).

Όταν το στερεό παρουσιάζει περισσότερο ή λιγότερο συμπαγή δομή, όπως συμβαίνει με τα άλατα, τα μέταλλα, τα οξείδια, τα σουλφίδια και τα κράματα, στα ενιαία κύτταρα δεν υπάρχουν ολόκληρες επαναλαμβανόμενες μονάδες. δηλαδή, υπάρχουν τμήματα ή μέρη αυτών, τα οποία προσθέτουν μέχρι μία ή δύο μονάδες.

Αυτό δεν συμβαίνει στην περίπτωση του GC. Αν ναι, το μπλε κουτί θα "χωρίσει" τις γάτες και τα κατσίκια σε δύο (1 / 2G και 1 / 2C) ή τέσσερα μέρη (1 / 4G και 1 / 4C). Στα επόμενα τμήματα θα φανεί ότι σε αυτά τα μοναδιαία κύτταρα τα σημεία πλέγματος χωρίζονται καταλλήλως με αυτόν και άλλους τρόπους.

Τι σταθερές δικτύου ορίζουν ένα κύτταρο μονάδας?

Τα κελιά μονάδας του παραδείγματος GC είναι δισδιάστατα. Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει για πραγματικά μοντέλα που εξετάζουν και τις τρεις διαστάσεις. Έτσι, τα τετράγωνα ή τα παράλληλα γραφήματα μετατρέπονται σε παραλληλεπίπεδα. Τώρα, ο όρος "κύτταρο" έχει μεγαλύτερη σημασία.

Οι διαστάσεις αυτών των κυττάρων ή παραλληλεπίπεδων εξαρτώνται από το πόσο καιρό είναι οι πλευρές και οι γωνίες τους.

Στην κάτω εικόνα έχουμε την χαμηλότερη πίσω γωνία του παραλληλεπιπέδου, που αποτελείται από τις πλευρές α, β και γ, και τις γωνίες α, β και γ.

Όπως μπορεί να φανεί, α είναι λίγο περισσότερο από β και γ. Στο κέντρο υπάρχει ένας διακεκομμένος κύκλος που υποδεικνύει τις γωνίες α, β και γ, μεταξύ ac, cb και ba, αντίστοιχα. Για κάθε μονάδα κελί αυτές οι παράμετροι έχουν σταθερές τιμές και ορίζουν την συμμετρία τους και εκείνη του υπόλοιπου κρυστάλλου.

Εφαρμόζοντας και πάλι κάποια φαντασία, οι παράμετροι της εικόνας θα ορίζουν ένα κύτταρο παρόμοιο με έναν κύβο που εκτείνεται στην άκρη του α. Έτσι, προκύπτουν μονάδες με διαφορετικά μήκη και γωνίες των άκρων τους, τα οποία μπορούν επίσης να ταξινομηθούν σε διάφορους τύπους.

Τύποι

Σημειώστε για να ξεκινήσετε στην επάνω εικόνα τις διακεκομμένες γραμμές μέσα στις κυψέλες της μονάδας: δείχνουν την κατώτερη γωνία της πλάτης, όπως μόλις εξηγήθηκε. Μπορεί να τεθεί το ακόλουθο ερώτημα, πού είναι τα σημεία δικτυωτού ή επαναλαμβανόμενες μονάδες; Αν και δίνουν την εσφαλμένη εντύπωση ότι τα κελιά είναι κενά, η απάντηση βρίσκεται στις κορυφές τους.

Αυτά τα κύτταρα δημιουργούνται ή επιλέγονται με τέτοιο τρόπο ώστε οι επαναλαμβανόμενες μονάδες (γκρίζα σημεία της εικόνας) να βρίσκονται στις κορυφές τους. Ανάλογα με τις τιμές των παραμέτρων που καθορίστηκαν στο προηγούμενο τμήμα, προκύπτουν σταθερές για κάθε μονάδα μονάδας, επτά κρυσταλλικά συστήματα.

Κάθε κρυσταλλικό σύστημα έχει το δικό του κύτταρο μονάδας. το δεύτερο ορίζει το πρώτο. Στην επάνω εικόνα υπάρχουν επτά κουτιά, που αντιστοιχούν στα επτά κρυσταλλικά συστήματα. ή με λίγο πιο συνοπτικό τρόπο, τα κρυσταλλικά δίκτυα. Έτσι, για παράδειγμα, ένα κύτταρο κυβικής μονάδας αντιστοιχεί σε ένα από τα κρυσταλλικά συστήματα που ορίζει ένα κυβικό κρυσταλλικό δίκτυο.

Σύμφωνα με την εικόνα, τα κρυσταλλικά συστήματα ή δίκτυα είναι:

-Κυβικά

-Τετραγωνικό

-Ορθοθορμική

-Εξάγωνο

-Μονοκλινικό

-Triclinics

-Τριγωνικό

Και μέσα σε αυτά τα κρυσταλλικά συστήματα προκύπτουν άλλοι που απαρτίζουν τα δεκατέσσερα δίκτυα Bravais. ότι μεταξύ όλων των κρυσταλλικών δικτύων, είναι τα πιο βασικά.

Κυβικά

Σε έναν κύβο όλες οι πλευρές και οι γωνίες είναι ίσες. Επομένως, σε αυτό το κελί μονάδας ισχύουν τα εξής:

α = β = γ

α = β = γ = 90 °

Υπάρχουν τρία κυβικά στοιχεία μονάδων: απλά ή πρωτόγονα, με κέντρο στο σώμα (bcc) και επικεντρωμένα στα πρόσωπα (fcc). Οι διαφορές έγκεινται στο πώς κατανέμονται τα σημεία (άτομα, ιόντα ή μόρια) και ο αριθμός τους.

Ποια από τα κύτταρα αυτά είναι τα πιο συμπαγή; Αυτός ο όγκος του οποίου καταλαμβάνεται περισσότερο από τα σημεία: ο κυβισμός που επικεντρώνεται στα πρόσωπα. Σημειώστε ότι αν αντικαταστήσουμε τα σημεία για τις γάτες και τα κατσίκια στην αρχή, δεν θα περιοριζόταν σε ένα μόνο κελί. Θα ανήκουν και θα μοιραστούν από πολλούς. Και πάλι, θα ήταν τμήματα G ή C.

Αριθμός μονάδων

Αν οι γάτες ή οι κατσίκες βρισκόταν στις κορυφές, θα μοιράζονταν 8 μονάδες. δηλαδή κάθε κελί θα έχει 1/8 G ή C. Συλλέξτε ή φανταστείτε 8 κύβους, σε δύο στήλες δύο σειρών το καθένα, για να το απεικονίσετε.

Εάν οι γάτες ή οι κατσίκες ήταν στα πρόσωπα, θα μοιράζονταν μόνο 2 μονάδες. Για να το δείτε, βάλτε δύο κύβους μαζί.

Από την άλλη πλευρά, εάν η γάτα ή η κατσίκα βρισκόταν στο κέντρο του κύβου, θα ανήκουν μόνο σε ένα ενιαίο κύτταρο. το ίδιο συμβαίνει και με τα πλαίσια της κύριας εικόνας, όταν προσεγγίσθηκε η ιδέα.

Είπε τότε τα παραπάνω, μέσα σε ένα απλό κύτταρο κυβικής μονάδας που έχετε α μονάδα ή δικτυωτό σημείο, αφού έχει 8 κορυφές (1/8 x 8 = 1). Για το κυβικό κύτταρο επικεντρωμένο στο σώμα έχουμε: 8 κορυφές, που ισούται με ένα άτομο, και ένα σημείο ή μονάδα στο κέντρο. επομένως, εκεί δύο μονάδες.

Και για το κυβικό κύτταρο με κέντρο τα πρόσωπα έχουμε: 8 κορυφές (1) και έξι όψεις, όπου στο οποίο το ήμισυ του κάθε σημείου ή μονάδας είναι κοινόχρηστο (1/2 x 6 = 3). επομένως, έχει τέσσερα μονάδες.

Τετραγωνικό

Παρόμοια σχόλια μπορούν να γίνουν σχετικά με το κύτταρο μονάδας για το τετραγωνικό σύστημα. Οι δομικές παραμέτρους του είναι οι εξής:

α = β ≠ γ

α = β = γ = 90 °

Ορθοθορμική

Οι παράμετροι για το ορθορομβικό κύτταρο είναι:

α ≠ β ≠ γ

α = β = γ = 90 °

Μονοκλινικό

Οι παράμετροι για το μονοκλινικό κύτταρο είναι:

α ≠ β ≠ γ

α = γ = 90º; β ≠ 90º

Triclinics

Οι παράμετροι για το τρικλινικό κύτταρο είναι:

α ≠ β ≠ γ

α ≠ β ≠ γ ≠ 90º

Εξάγωνο

Οι παράμετροι για το εξαγωνικό στοιχείο είναι:

α = β ≠ γ

α = β = 90 °. γ ≠ 120º

Στην πραγματικότητα το κύτταρο είναι το τρίτο μέρος ενός εξαγωνικού πρίσματος.

Τριγωνικό

Και τέλος, οι παράμετροι για το τριγωνικό κύτταρο είναι:

α = β = γ

α = β = γ ≠ 90º

Αναφορές

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Χημεία (8η έκδοση). CENGAGE Μάθηση P 474-477.
2. Shiver & Atkins. (2008). Ανόργανη χημεία (Τέταρτη έκδοση). Mc Graw Hill.
3. Wikipedia. (2019). Πρωτογενές κύτταρο. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org
4. Μπράιαν Στεφανία. (2019). Μονάδα μονάδας: Παράμετροι δικτυώματος & Κυβικές δομές. Μελέτη. Ανακτήθηκε από: study.com
5. Ακαδημαϊκό Κέντρο Πόρων. (s.f.). Κρυστάλλινες κατασκευές. [PDF] Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Ιλινόις. Ανακτήθηκε από: web.iit.edu
6. Μπέλφορντ Ρόμπερτ. (7 Φεβρουαρίου 2019). Κρύσταλλοι και μονάδες μονάδων. Χημεία Libretexts. Ανακτήθηκε από: chem.libretexts.org