Struktūra Kristāla struktūra, veidi un piemēri



The kristāla struktūra Viena no cietajām vielām norāda, ka atomi, joni vai molekulas var būt dabā, ko raksturo augsts telpiskais izkārtojums. Citiem vārdiem sakot, tas ir pierādījums par "korpusu arhitektūru", kas nosaka daudzus ķermeņus ar spilgtu un stiklveida izskatu.

Kas veicina vai kādi spēki ir atbildīgi par šo simetriju? Daļiņas nav viena pati, bet savstarpēji mijiedarbojas. Šīs mijiedarbības patērē enerģiju un ietekmē cietvielu stabilitāti, lai daļiņas meklētu sev iespēju, lai samazinātu šo enerģijas zudumu..

Pēc tam to būtība noved pie tā, lai viņi nonāktu stabilākajā telpiskajā izkārtojumā. Piemēram, tas var būt, ja atbaidīšana starp joniem ar tādiem pašiem lādiņiem ir minimāla, vai arī, ja daži atomi, piemēram, metāliskie, aizņem vislielāko iespējamo tilpumu savā iepakojumā..

Vārdam "kristāls" ir ķīmiska nozīme, ko var maldināt citām struktūrām. Ķīmiski tas attiecas uz sakārtotu struktūru (mikroskopiski), kas, piemēram, var sastāvēt no DNS molekulām (DNS kristāliem)..

Tomēr tā ir nepareizi izmantota, lai apzīmētu jebkuru objektu vai stiklotu virsmu, piemēram, spoguļus vai pudeles. Atšķirībā no īstajiem kristāliem, stikls sastāv no amorfas (netīrs) silikātu struktūras un daudzām citām piedevām.

Indekss

  • 1 Struktūra
    • 1.1. Vienota šūna
  • 2 veidi
    • 2.1. Saskaņā ar tās kristālisko sistēmu
    • 2.2 Atkarībā no tā ķīmiskā rakstura
  • 3 Piemēri
    • 3.1. K2Cr2O7 (triklinikas sistēma)
    • 3,2 NaCl (kubiskā sistēma)
    • 3.3 ZnS (wurtzīts, sešstūra sistēma)
    • 3.4 CuO (monoklīniska sistēma)
  • 4 Atsauces

Struktūra

Augšējā attēlā ir parādīti daži smaragdu dārgakmeņi. Līdzīgi kā daudziem citiem minerāliem, sāļiem, metāliem, sakausējumiem un dimantiem ir kristāliska struktūra; Bet kāda ir saikne starp tās pasūtīšanu un simetriju??

Ja kristālam, kura daļiņas var novērot ar neapbruņotu aci, tiek pielietotas simetrijas operācijas (invertē, pagriež to dažādos leņķos, atspoguļo to plaknē utt.), Tad tiks konstatēts, ka tas paliek neskarts visās telpas dimensijās.

Pretēji notiek amorfa cieta viela, no kuras tiek iegūti dažādi pasūtījumi, pakļaujot to simetrijas darbībai. Turklāt tam trūkst strukturālu atkārtošanās modeļu, kas parāda tās daļiņu nejaušu sadalījumu.

Kāda ir mazākā vienība, kas veido strukturālo modeli? Augšējā attēlā kristāliskā cietviela telpā ir simetriska, bet amorfā - nav.

Ja jūs novilksiet dažus kvadrātu, kas ietver oranžās sfēras, un jūs pielietojat simetrijas darbības, jūs atradīsiet, ka tās rada citas kristāla daļas.

Iepriekšējā lieta tiek atkārtota ar mazākiem un mazākiem laukumiem, līdz tiek atrasts tas, kas ir asimetrisks; tas, kas pirms tā ir lielums, pēc definīcijas ir vienības šūna.

Vienota šūna

Vienotā šūna ir minimālā strukturālā izteiksme, kas ļauj pilnībā kristalizēt cieto vielu. No tā ir iespējams samontēt kristālu, pārvietojot to visos kosmosa virzienos.

To var uzskatīt par nelielu atvilktni (stumbru, spaini, konteineru utt.), Kur daļiņas, ko attēlo sfēras, tiek novietotas pēc uzpildes modeļa. Šīs kastes izmēri un ģeometrijas ir atkarīgas no tā asu garuma (a, b un c), kā arī leņķi starp tiem (α, β un γ)..

Vienkāršākā no visām vienības šūnām ir vienkārša kubiskā struktūra (augšējais attēls (1)). Šajā sfēras centrs aizņem kubu stūri, novietojot četrus savā pamatnē un četrus uz jumta.

Šajā izkārtojumā sfēras tikko aizņem 52% no kopējā kuba tilpuma, un, tā kā daba neizraisa vakuumu, nav daudz savienojumu vai elementu, kas pieņem šo struktūru..

Tomēr, ja sfēras ir izvietotas vienā kubā tādā veidā, ka tas aizņem centru (kubiskais centrs uz ķermeņa, bcc), tad būs pieejams kompaktāks un efektīvāks iepakojums (2). Tagad sfēras aizņem 68% no kopējā apjoma.

No otras puses, (3) neviena sfēra neaizņem kuba centru, bet viņu seju centru, un visi aizņem līdz 74% no kopējā tilpuma (kubiskais centrs uz sejām, ccp).

Līdz ar to var redzēt, ka var tikt iegūti citi pasākumi par to pašu kubu, mainot veidu, kādā sfēras ir iepakotas (jonus, molekulas, atomus uc)..

Veidi

Kristāliskas struktūras var klasificēt pēc to kristāliskajām sistēmām vai to daļiņu ķīmiskās īpašības.

Piemēram, kubiskā sistēma ir visizplatītākā no visām un daudzas kristāliskas cietvielas tiek regulētas no tās; tomēr šī pati sistēma attiecas gan uz jonu kristāliem, gan uz metāla kristāliem.

Saskaņā ar tās kristālisko sistēmu

Iepriekšējā attēlā ir attēlotas septiņas galvenās kristāliskās sistēmas. Jāatzīmē, ka patiešām ir četrpadsmit no tiem, kas ir citu iepakojuma veidu produkcija, kas paredzēta tām pašām sistēmām un veido Bravais tīklus..

No (1) līdz (3) ir kristāli ar kubiskā kristāla sistēmām. (2) (ar zilām svītrām) novēro, ka centra un stūru sfēra mijiedarbojas ar astoņiem kaimiņiem, lai sfērām būtu koordinācijas numurs 8. Un (3) koordinācijas numurs ir 12 (lai redzētu, ka kubs ir jāpārveido jebkurā virzienā).

Elementi (4) un (5) atbilst vienkāršajām tetragonālajām sistēmām un centrēti uz sejām. Atšķirībā no kubiskā, tā c ass ir garāka par a un b asīm.

No (6) līdz (9) ir ororombombiskas sistēmas: no vienkāršas un centrētas uz pamatnēm (7) līdz tām, kas atrodas uz ķermeņa un uz sejām. Šajos α, β un γ ir 90º, bet visas puses ir dažāda garuma.

(10) un (11) ir monokliniskie kristāli un (12) ir triklinika, kas atspoguļo pēdējās nevienlīdzības visās tās leņķēs un asīs..

Elements (13) ir rombohedra sistēma, kas ir analoģiska kubiskajam, bet ar leņķi γ atšķiras no 90º. Visbeidzot, ir sešstūra kristāli

Elementu (14) nobīdes rada sešstūra prizmu, kas atrodama ar punktētu zaļu līniju.

Atkarībā no tā ķīmiskā rakstura

- Ja kristāli veidojas ar joniem, tad tie ir jonu kristāli sāļos (NaCl, CaSO4, CuCl2, KBr uc)

- Molekulas, piemēram, glikozes forma (ja vien iespējams) molekulārie kristāli; šajā gadījumā slavenie cukura kristāli.

- Atomi, kuru saites būtībā ir kovalenti, veido kovalentus kristālus. Tādi ir dimanta vai silīcija karbīda gadījumi.

- Arī metāli, piemēram, zelts, veido kompaktas kubiskās struktūras, kas ir metāla kristāli.

Piemēri

K2Kr2O7 (triklinikas sistēma)

NaCl (kubiskā sistēma)

ZnS (wurtzīts, sešstūra sistēma)

CuO (monoklīniska sistēma)

Atsauces

  1. Quimitube (2015). Kāpēc kristāli nav kristāli. Saturs iegūts 2018. gada 24. maijā no: quimitube.com
  2. Preses grāmatas 10.6. Struktūras kristāliskajās cietās daļās. Saturs iegūts 2018. gada 26. maijā, no: opentextbc.ca
  3. Kristālu struktūru akadēmisko resursu centrs. [PDF] Saturs iegūts 2018. gada 24. maijā no: web.iit.edu
  4. Ming. (2015. gada 30. jūnijs). Tipi Kristāla konstrukcijas. Ielogots 2018. gada 26. maijā, no: crystalvisions-film.com
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 31. janvāris). Kristālu veidi. Saturs iegūts 2018. gada 26. maijā, no: thinkco.com
  6. KHI. (2007). Kristāliskas struktūras. Saturs iegūts 2018. gada 26. maijā, no: folk.ntnu.no
  7. Paweł Maliszczak. (2016. gada 25. aprīlis). Neapstrādāti smaragda kristāli no Panjshir Valley Afganistānā. [Attēls] Saturs iegūts 2018. gada 24. maijā no: commons.wikimedia.org
  8. Napy1kenobi. (2008. gada 26. aprīlis). Bravais režģi. [Attēls] Saturs iegūts 2018. gada 26. maijā no: commons.wikimedia.org
  9. Lietotājs: Sbyrnes321. (2011. gada 21. novembris). Kristālisks vai amorfs. [Attēls] Saturs iegūts 2018. gada 26. maijā no: commons.wikimedia.org