De Enhetscelle Det er et tenkt rom eller en region som representerer minimumsuttrykket av en helhet; at når det gjelder kjemi, vil det hele være en krystall sammensatt av atomer, ioner eller molekyler, som er ordnet etter et strukturelt mønster.
Eksempler kan finnes i hverdagen som legemliggjør dette konseptet. For dette er det nødvendig å ta hensyn til gjenstander eller overflater som viser en viss repeterende rekkefølge av elementene. Noen mosaikker, basrelieffer, takhull, ark og bakgrunnsbilder, kan generelt omfatte hva som forstås av enhetscelle.
For å illustrere det tydeligere er det bildet over som kan brukes som bakgrunn. I det vises katter og geiter med to alternative sanser; katter er stående eller opp ned, og geiter ligger med forsiden opp eller ned.
Disse kattene og geitene etablerer en repeterende strukturell sekvens. For å bygge hele papiret, ville det være nok å reprodusere enhetscellen over overflaten et tilstrekkelig antall ganger ved hjelp av translasjonsbevegelser..
Mulige enhetsceller er representert av de blå, grønne og røde rutene. Enhver av disse tre kan brukes til å oppnå rollen; men det er nødvendig å flytte dem fantasifullt langs overflaten for å finne ut om de gjengir den samme sekvensen som er observert i bildet.
Fra og med den røde boksen, ville det være verdsatt at hvis tre kolonner (av katter og geiter) ble flyttet til venstre, ville ikke to geiter lenger vises, men bare en. Derfor vil det føre til en annen sekvens og kan ikke betraktes som en enhetscelle.
Mens de fantasifullt flyttet de to boksene, blå og grønn, ville samme sekvens av papiret oppnås. Begge er enhetsceller; Imidlertid overholder den blå boksen definisjonen mer, siden den er mindre enn den grønne boksen.
Artikkelindeks
Sin egen definisjon, i tillegg til eksemplet som er nettopp forklart, klargjør flere av dens egenskaper:
-Hvis du beveger deg i rommet, uavhengig av retning, vil du få hele faststoffet eller krystallet. Dette er fordi, som nevnt med katter og geiter, de gjengir den strukturelle sekvensen; som er lik den romlige fordelingen av de repeterende enhetene.
-De må være så små som mulig (eller oppta lite volum) sammenlignet med andre mulige cellealternativer.
-De er vanligvis symmetriske. Dessuten reflekteres dens symmetri bokstavelig talt i krystallene til forbindelsen; hvis enhetscellen til et salt er kubisk, vil krystallene være kubiske. Imidlertid er det krystallinske strukturer som er beskrevet med enhetsceller med forvrengt geometri..
-De inneholder gjentatte enheter, som kan erstattes av punkter, som igjen utgjør det som er kjent som et gitter i tre dimensjoner. I forrige eksempel representerer kattene og geitene gitterpunktene sett fra et høyere plan; det vil si to dimensjoner.
De gjentatte enhetene eller gitterpunktene til enhetscellene opprettholder den samme andelen av de faste partiklene.
Hvis du teller antall katter og geiter i den blå boksen, vil du ha to katter og geiter. Det samme skjer med den grønne boksen, og med den røde boksen også (selv om det allerede er kjent at det ikke er en enhetscelle).
Anta for eksempel at katter og geiter er henholdsvis G- og C-atomer (en merkelig dyresveis). Siden forholdet mellom G og C er 2: 2 eller 1: 1 i den blå boksen, kan det med sikkerhet forventes at det faste stoffet vil ha formelen GC (eller CG).
Når det faste stoffet har mer eller mindre kompakte strukturer, som det skjer med salter, metaller, oksider, sulfider og legeringer, er det ikke enhetscellene i hele repeterende enheter; det vil si at det er deler eller deler av dem, som legger opp til en eller to enheter.
Dette er ikke tilfelle for GC. I så fall vil den blå boksen "dele" kattene og geitene i to (1 / 2G og 1 / 2C) eller fire (1 / 4G og 1 / 4C). I de neste seksjonene vil det sees at i disse enhetscellene er retikulære punkter beleilig delt på denne og andre måter..
Enhetscellene i GC-eksemplet er todimensjonale; dette gjelder imidlertid ikke virkelige modeller som vurderer alle tre dimensjonene. Dermed blir kvadrater eller parallellogrammer forvandlet til parallellpipeder. Nå gir begrepet "celle" mer mening.
Dimensjonene til disse cellene eller parallellpepedene avhenger av hvor lenge deres respektive sider og vinkler er..
I det nedre bildet har du det nedre bakre hjørnet av parallelepiped, sammensatt av sidene til, b Y c, og vinklene α, β og γ.
Som du kan se, til er litt lenger enn b Y c. I midten er det en prikket sirkel for å indikere vinklene α, β og γ, mellom ac, cb Y ba, henholdsvis. For hver enhetscelle har disse parametrene konstante verdier, og definerer symmetrien og den for resten av krystallet..
Ved å bruke litt fantasi igjen, ville bildeparametrene definere en kubelignende celle strukket ut på kanten. til. Dermed oppstår enhetsceller med forskjellige lengder og vinkler på kantene, som også kan klassifiseres i forskjellige typer.
Merk til å begynne med i det øvre bildet de stiplede linjene i enhetscellene: de indikerer den nedre bakvinkelen, som nettopp forklart. Følgende spørsmål kan stilles, hvor er gitterpunktene eller gjentatte enheter? Selv om de gir feil inntrykk av at cellene er tomme, ligger svaret på deres hjørner.
Disse cellene blir generert eller valgt på en slik måte at de repeterende enhetene (gråaktige punkter på bildet) er plassert ved sine hjørner. Avhengig av verdiene til parametrene som ble etablert i forrige avsnitt, konstant for hver enhetscelle, blir syv krystallsystemer avledet.
Hvert krystallsystem har sin egen enhetscelle; den andre definerer den første. I det øvre bildet er det syv firkanter, tilsvarende de syv krystallsystemene; eller på en litt mer oppsummert måte, krystallinske nettverk. Således tilsvarer for eksempel en kubisk enhetscelle et av krystallsystemene som definerer et kubisk krystallgitter.
I følge bildet er de krystallinske systemene eller nettverkene:
-Kubikk
-Tetragonal
-Orthorhombic
-Sekskantet
-Monoklinikk
-Triklinikk
-Trigonal
Og innenfor disse krystallinske systemene oppstår andre som utgjør de fjorten Bravais-nettverkene; at de blant alle de krystallinske nettverkene er de mest grunnleggende.
I en kube er alle sidene og vinklene like. Derfor gjelder følgende i denne enhetscellen:
til = b = c
α = β = γ = 90º
Det er tre kubiske enhetsceller: enkle eller primitive, kroppssentrerte (bcc) og ansiktssentrerte (fcc). Forskjellene ligger i hvordan punktene fordeles (atomer, ioner eller molekyler) og i antall av dem.
Hvilke av disse cellene er de mest kompakte? Den hvis volum er mer opptatt av punkter: den kubiske sentrert på ansiktene. Merk at hvis vi erstattet prikkene med kattene og geitene fra begynnelsen, ville de ikke være begrenset til en eneste celle; de ville høre hjemme og ville bli delt av flere. Igjen, det ville være deler av G eller C.
Hvis katter eller geiter var i hjørnene, ville de bli delt av 8 enhetsceller; det vil si at hver celle vil ha 1/8 av G eller C. Bli med eller forestill deg 8 kuber, i to kolonner med to rader hver, for å visualisere det.
Hvis katter eller geiter var i ansiktet, ville de bare bli delt av 2 enhetsceller. For å se det er det bare å sette to kuber sammen.
På den annen side, hvis katten eller geiten var i midten av kuben, ville de bare tilhøre en enkelt enhetscelle; Det samme skjer med boksene i hovedbildet, da konseptet ble adressert.
Sa det ovennevnte, innenfor en enkel kubisk enhetscelle vi har en enhet eller gitterpunkt, siden den har 8 hjørner (1/8 x 8 = 1). For den kubiske cellen som er sentrert i kroppen, er det: 8 hjørner, som er lik et atom, og et punkt eller en enhet i sentrum; derfor er det to enheter.
Og for den ansiktssentrerte kubiske cellen er det: 8 hjørner (1) og seks flater, hvor halvparten av hvert punkt eller enhet er delt (1/2 x 6 = 3); derfor har den det fire enheter.
Lignende kommentarer kan gjøres angående enhetscellen for det tetragonale systemet. Dens strukturelle parametere er følgende:
til = b ≠ c
α = β = γ = 90º
Parametrene for den ortorhombiske cellen er:
til ≠ b ≠ c
α = β = γ = 90º
Parametrene for den monokliniske cellen er:
til ≠ b ≠ c
α = y = 90 °; β ≠ 90º
Parametrene for triklinicellen er:
til ≠ b ≠ c
α ≠ β ≠ γ ≠ 90º
Parametrene for den sekskantede cellen er:
til = b ≠ c
α = β = 90 °; γ ≠ 120º
Egentlig utgjør cellen en tredjedel av et sekskantet prisme.
Og til slutt er parameterne for trigonal celle:
til = b = c
α = β = γ ≠ 90º
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.