Kristalna struktura

Kristalna struktura natrijevega klorida

Kakšna je kristalna struktura?

The Kristalna struktura Nanaša se na način, kako so atomi, ioni ali molekule organizirani ali pakirani v kristalnih trdnih snovi, kot so diamanti, sol (natrijev klorid) ali sladkor (saharoza).

Kristalne trdne snovi tvorijo tri dimenzionalne mreže enakih enot, imenovanih enotne celice. Ti spominjajo na majhne enake gradbene bloke (na primer Layos), ki se med seboj vežejo in tvorijo kristale, ki jih lahko vidimo s prostim očesom.

Kristalna struktura je sestavljena iz opisa oblike te enotne celice in natančnega položaja, ki ga ima vsak atom znotraj omenjene celice.

Značilnosti kristalne strukture

Tvorijo enotne celice, ki se ponavljajo

Kristalna struktura je sestavljena iz ponovitve enotne celice v vse smeri. Te celice so sestavljene iz treh dedimenzionalnih paralelepiped, katerih oblika in velikost so opredeljeni s tremi vektorji a, b in c, in s koti med temi vektorji, imenovanimi α, β in γ.

So zelo urejene strukture

Za kristalno strukturo je značilno, da je eno najbolj urejenih stanj. Kristali so tako urejeni, da lahko s poznavanjem strukture enotne celice, ki vsebuje le peščico atomov, celotno strukturo kozarca, ki jo tvorijo milijoni atomov, ionov ali molekul.

Predstavljajo simetrijo

Večina enotnih celic, s katerimi je mogoče zgraditi kristalne trdne snovi. To pomeni, da se vsebnost dela celice ponovi v drugem delu po njenem rotaciji, odsevu ali naložbi.

Vam lahko služi: rotacijski sušilnik: delovanje, za kaj je, deli, aplikacije

Na primer, če ima enotna celica ravnino simetrije, to pomeni, da je polovica celice odsev druge.

Razmerje med lastnostmi snovi in ​​kristalno strukturo

Obstaja veliko fizičnih in kemijskih lastnosti, ki so odvisne od kristalne strukture:

Gostota

Glede na način, kako so atomi pakirani v kristalno strukturo, lahko dobimo bolj kompaktne strukture ali strukture, v katerih so atomi drug od drugega. V prvem primeru bo dosežena gosta in težka trdna snov, saj je več atomov pakiranih v manjši volumnu.

• Primer

Če primerjamo tri kubične kristalne strukture, imenovane preproste kubične (p), kubične, osredotočene na obraze (FCC) in kubično osredotočeno na telo (BCC) za enake atome, je BCC struktura 2 2 je 2.6 -krat gostejši od FCC, FCC pa 1.4 -krat gostejši od P.

Kristalna oblika

Oblika kristalov, ki jih lahko vidimo s prostim očesom, je odsev kristalne strukture in zlasti enotne celice. Odvisno od strukture enotne celice bodo kristali rasli bolj v eno smer kot v drugih, kar povzroča kristale z različnimi oblikami, kot so igle, kvote, šesterokotni kristali itd.

Anizotropija

Fizikalne lastnosti, kot so toplotna ali električna prevodnost in magnetne lastnosti snovi, so pogosto večje v celotni smeri materiala kot v drugi.

Temu pravimo anizotropija in ti učinki so še posebej intenzivni v kristalnih strukturah, ker so zelo urejene in redne strukture.

Vam lahko služi: diastreomeri

Vrste kristalne strukture

Kristalne strukture lahko razvrstimo glede na vrsto enotne celice, s katero se oblikujejo. Za njih so značilne tri strani, ki se povezujejo z enim od njegovih robov (imenovanih A, B in C) in koti med temi stranicami (imenovani α, β in γ).

To povzroči 7 kristalnih sistemov. Znotraj vsakega od teh kristalnih sistemov je mogoče razlikovati različne vrste enotnih celic. Skupno je 14 različnih enotnih celic, ki se imenujejo 14 Bravais Networks in so predstavljene spodaj:

Kubični sistem

Kot že ime pove, je enotna celica sestavljena iz popolne kocke. Tri strani, A, B in C so enaki drug drugemu, njihovi trije koti pa so vsi 90 °. Ta sistem je sestavljen iz celic:

• Preprosto ali primitivno kubično.
• Kubični centrirani v telesu (BCC).
• Kubični osredotočeni na obraze (FCC).

Tetragonalni sistem

Pri tej vrsti kristalne strukture sta A in B enaka, vendar sta C drugačna, vendar vsi ostanejo pravokotni drug na drugega. Tetragonalne celice so lahko:

• Preprost ali primitiven tetragonal.
• Tetragonalno usmerjeno telo.

OrTorrambični sistem

V tem kristalnem sistemu so A, B in C vsi različni, vendar so še vedno pravokotni drug na drugega. Obstajajo 4 različne ortrorombične celice:

• Primitiven ali preprost orTorrombic.
• Orhrome s telesom.
• Orhrome s koncentracijo.
• Ortorombični z obrazom.

Monoklinični sistem

Primitivna monoklinična celica Monoklinična celica z osnovno koncentracijo

Monoklinični sistem je podoben šesterokotnim, razen dejstva, da so vse njegove strani različne. Za monoklinični sistem obstajata dve celici:

• Primitivna monoklinika.
• Osnovno koncentrirano monokliniko.

Vam lahko služi: dihidroxyaceton: struktura, lastnosti, pridobivanje, uporabe

Triklinični sistem

Triklinična celica

V sistemu tricikliranja ni simetrije. Vsi koti so med seboj različni in ne smejo biti nujno 90 °. Tudi vse njene strani so različne.

Šesterokotni sistem

Šesterokotna celica

Ta celica vsebuje strani A in B Različna in drugačna stran C. Kota α in β sta oba 90 °, medtem ko je γ = 120 °.

Trigonalni ali rombojanski sistem

Trigonalna ali romboedicinska celica

To je posebna vrsta strukture, podobna jemanju vedra in raztezanju po dveh nasprotnih točkah. Vse strani so enake in tudi njihovi koti, vendar niso 90 °.

Primeri kristalnih struktur

Natrijev klorid

Njegova kristalna struktura je sestavljena iz kubične mreže, osredotočene na obraze s 4 enotami NACL za vsako enotno celico,

Alfa železo

Železo kristalizira alfa železo pri 768 ° C. Njegova struktura je kubična osredotočena v telo z 2 -robom 2.86 Å (ali 286 pm)

Gama železo

To je železna oblika, ki se pojavi med 910 ° C in 1400 ° C in ima kubično kristalno strukturo, osredotočeno na obraze 3.64 Å (364 pm) roba.

Diamant

Diamant je ena najdragocenejših ogljikovih oblik in ima kubično kristalno strukturo, osredotočeno na obraze (FCC), ki vsebuje dva atoma ogljika in 3 rob 3.75 Å (375 pm).

Grafit

Grafit je še en zelo pogost ogljik. V tem primeru so to listi ogljikovih atomov skupaj, ki tvorijo 6 -članske obroče, kar povzroča šesterokotno kristalno strukturo.