Ang unit cell ng crystal lattice ay nagsisilbing paglalarawan sa microstructure ng mga materyales. Maraming pisikal at kemikal na katangian ng isang sangkap ang nakasalalay sa mga parameter nito: tigas, punto ng pagkatunaw, electrical at thermal conductivity, plasticity, at iba pa. Ang mga uri ng mga elementarya na istrukturang ito ay inilarawan noon pang ika-19 na siglo. Ang isa sa mga varieties ay ang primitive cell. Upang ihiwalay ang isang unit cell sa materyal na istraktura, dapat matugunan ang ilang kundisyon.
Crystal lattice
Lahat ng solid ayon sa panloob na istraktura ay maaaring uriin sa dalawang anyo: amorphous at crystalline. Ang isang natatanging katangian ng huli ay ang tiyak na organisadong istraktura ng mga particle.
Ang
Crystal lattice ay isang pinasimple na three-dimensional na modelo ng mga solidong kristal, na ginagamit upang suriin ang kanilang mga katangian sa physics, chemistry, biology, mineralogy at iba pang agham. Sa panlabas, ito ay mukhang isang grid. Sa mga node nito ay ang mga atomo ng bagay. Ang hanay ng mga puntong ito ay may partikular, regular na paulit-ulit na pagkakasunud-sunod na partikular sa bawat species.mga sangkap.
Ano ang unit cell?
Ang unit cell ng crystal lattice ay ang pinakamaliit na bahagi ng solid na nagbibigay-daan sa atin na makilala ang mga katangian nito. Ito ay nagsisilbing batayan ng grid at na-duplicate dito nang hindi mabilang na beses.
Ginagamit ang modelong ito upang pasimplehin ang visual na paglalarawan ng panloob na istraktura ng mga kristal. Sa kasong ito, ginagamit ang isang sistema ng 3 crystallographic coordinate axes, na naiiba sa karaniwang mga orthogonal dahil ang mga ito ay may hangganan na mga segment ng isang tiyak na laki. Ang mga anggulo sa pagitan ng mga axes ay maaaring katumbas ng 90° o hindi direkta.
Kung siksikan mong pinupunan ang isang partikular na volume ng mga elementary cell, maaari kang makakuha ng perpektong solong kristal. Sa pagsasagawa, ang mga polycrystal ay mas karaniwan, na binubuo ng ilang regular na istruktura na limitado sa espasyo.
Views
Sa agham, mayroong 14 na uri ng elementarya na mga cell ng mga sala-sala na may kakaibang geometry. Ang mga ito ay unang inilarawan ng French physicist na si Auguste Bravais noong 1848. Ang siyentipikong ito ay itinuturing na tagapagtatag ng crystallography.
Ang mga uri ng elementarya na istrukturang ito ng crystal lattice ay pinagsama-sama sa 7 kategorya, na tinatawag na syngonies, depende sa ratio ng mga haba ng mga gilid at pagkakapantay-pantay ng mga anggulo:
- kubiko;
- tetragonal;
- orthorhombic;
- rhombohedral;
- hexagonal;
- triclinic.
Ang pinakasimple at karaniwan sa kalikasan mula sasa kanila ay ang unang kategorya, na nahahati naman sa 3 uri ng mga sala-sala:
- Simple cubic. Ang lahat ng mga particle (at maaari silang maging mga atom, mga particle na may kuryente o molekula) ay matatagpuan sa mga vertices ng cube. Ang mga particle na ito ay magkapareho. Ang bawat cell ay may 1 atom (8 vertices × 1/8 atom=1).
- Body-Centered Cubic. Ito ay naiiba sa naunang modelo na mayroong isa pang particle sa gitna ng kubo. Ang bawat cell ay may 2 atoms ng matter.
- Nakasentro sa mukha na kubiko. Ang mga particle ay nakapaloob sa mga vertices ng elementary cell, pati na rin sa gitna ng lahat ng mga mukha. Ang bawat isa sa mga cell ay may 4 na atom.
Primitive na cell
Ang elementary cell ay tinatawag na primitive kung ang mga particle nito ay matatagpuan lamang sa lattice vertices at wala sa ibang lugar. Ang dami nito ay minimal kumpara sa iba pang mga uri. Sa pagsasagawa, madalas itong lumalabas na low-symmetric (isang halimbawa ay ang Wigner-Seitz cell).
Para sa mga hindi primitive na cell, hinahati sila ng atom sa gitna ng volume sa 2 o 4 na magkakahawig na bahagi. Sa istrukturang nakasentro sa mukha, mayroong isang dibisyon sa 8 bahagi. Sa metallography, ang konsepto ng elementarya sa halip na primitive na cell ay ginagamit, dahil ang symmetry ng unang cell ay nagbibigay-daan sa isang mas kumpletong paglalarawan ng kristal na istraktura ng materyal.
Mga Palatandaan
Lahat ng 14 na uri ng elementary cell ay may mga karaniwang katangian:
- sila ang pinakasimpleng umuulit na istruktura sa isang kristal;
- bawat lattice center ay binubuo ng isaparticle, na tinatawag na lattice node;
- cell node ay magkakaugnay ng mga tuwid na linya na bumubuo sa geometry ng kristal;
- magkatapat ang mga mukha;
- ang symmetry ng elementarya na istraktura ay tumutugma sa simetrya ng buong kristal na sala-sala.
Ang
Kapag pumipili ng structure ng elementary cell, sinusunod ang ilang panuntunan. Dapat ay mayroon siyang:
- pinakamaliit na volume at lugar;
- ang pinakamalaking bilang ng magkaparehong mga gilid at anggulo sa pagitan ng mga ito;
- mga tamang anggulo (kung maaari);
- spatial symmetry, na sumasalamin sa symmetry ng buong crystal lattice.
Volume
Natutukoy ang volume ng elementary cell depende sa geometric na hugis nito. Para sa cubic syngony, ito ay kinakalkula bilang ang haba ng mukha (gitna-sa-gitnang distansya ng mga atom) na itinaas sa ikatlong kapangyarihan. Para sa isang hexagonal system, maaaring matukoy ang volume gamit ang formula sa ibaba:
kung saan ang a at c ay ang mga parameter ng crystal lattice, na sinusukat sa angstrom.
Sa pagsasagawa, ang mga parameter ng crystal lattice ay kinakalkula upang matukoy sa ibang pagkakataon ang istraktura ng compound, ang masa ng isang atom (batay sa bigat ng isang ibinigay na volume at ang numero ng Avogadro) o ang radius nito.
