Kryštalická štruktúra

Kryštalická štruktúra chloridu sodného

Aká je kryštalická štruktúra?

Ten kryštalická štruktúra Vzťahuje sa na spôsob, akým sú atómy, ióny alebo molekuly organizované alebo zabalené do kryštalických tuhých látok, ako sú diamanty, soľ (chlorid sodný) alebo cukor (sacharóza).

Kryštalické tuhé látky sú tvorené tri rozmerové siete identických jednotiek nazývané jednotkové bunky. Tieto pripomínajú malé identické stavebné bloky (napríklad lastvá), ktoré sa navzájom viažu, aby vytvorili kryštály, ktoré vidíme voľným okom.

Kryštalická štruktúra pozostáva z opisu tvaru tejto jednotnej bunky a presnej polohy, ktorú má každý atóm v uvedenej bunke.

Charakteristiky kryštalickej štruktúry

Sú tvorené jednotkovými bunkami, ktoré sa opakujú

Kryštalická štruktúra spočíva v opakovaní jednotkovej bunky vo všetkých smeroch. Tieto bunky pozostávajú z trojrozmerných rovnobežníkov, ktorých tvar a veľkosť sú definované tromi vektormi nazývanými A, B a c, a podľa uhlov medzi týmito vektormi, nazývanými a, β a y.

Sú to vysoko usporiadané štruktúry

Kryštalická štruktúra sa vyznačuje tým, že je jedným z najviac usporiadaných stavov, ktoré existujú. Kryštály sú tak usporiadané, že s poznaním štruktúry jednotkovej bunky, ktorá obsahuje iba hrsť atómov, je možné prestavať celá štruktúra skla tvoreného miliónom atómov, iónov alebo molekúl.

Predstavujú symetriu

Väčšina jednotkových buniek, s ktorými je možné postaviť kryštalické tuhé látky, má určitý typ symetrie. To znamená, že obsah časti bunky sa opakuje v inej časti po vykonaní rotácie, reflexie alebo investícií.

Môže vám slúžiť: Rotary Sušer: Prevádzka, pre čo je, časti, aplikácie

Napríklad, ak má jednotková bunka rovinu symetrie, znamená to, že jedna polovica bunky je odrazom druhej.

Vzťah medzi vlastnosťami hmoty a kryštalickou štruktúrou

Existuje veľa fyzikálnych a chemických vlastností, ktoré závisia od kryštalickej štruktúry:

Hustota

V závislosti od spôsobu, akým sú atómy balené v kryštalickej štruktúre, je možné získať kompaktnejšie štruktúry alebo štruktúry, v ktorých sú atómy ďalej od seba navzájom. V prvom prípade sa získa hustá a ťažká tuhá látka, pretože viac atómov je zabalených do nižšej objemu.

• Príklad

Ak porovnáme tri kubické kryštalické štruktúry nazývané jednoduché kubické (P), kubické zamerané na tváre (FCC) a kubické sústredené na telo (BCC) pre rovnaké atómy, štruktúra BCC je 2 je 2.6 -krát hustejšie ako FCC a FCC je 1.4 -krát hustejšie ako P.

Kryštalická forma

Tvar kryštálov, ktoré vidíme voľným okom. V závislosti od štruktúry jednotnej bunky budú kryštály rásť viac v jednom smere ako v iných, čo vedie k kryštálom s rôznymi tvarmi, ako sú ihly, kvóty, hexagonálne kryštály atď.

Anizotropia

Fyzikálne vlastnosti, ako je tepelná alebo elektrická vodivosť a magnetické vlastnosti hmoty sú často väčšie v celom materiálovom smere ako v celom inom.

Toto sa nazýva anizotropia a tieto účinky sú obzvlášť intenzívne v kryštalických štruktúrach, pretože sú veľmi usporiadané a pravidelné štruktúry.

Môže vám slúžiť: Diastreoméry

Typy kryštalickej štruktúry

Kryštalické štruktúry sa dajú klasifikovať podľa typu jednotkovej bunky, pomocou ktorej sú vytvorené. Vyznačujú sa tromi stranami, ktoré sa spájajú s jednou z jeho hrán (nazývaných A, B a C) a uhlami medzi týmito stranami (nazývané a, β a y).

To vedie k 7 kryštalickým systémom. V každom z týchto kryštalických systémov je možné rozlíšiť rôzne druhy jednotkových buniek. Celkovo existuje 14 rôznych jednotkových buniek, ktoré sa nazývajú 14 sietí Bravais a sú znázornené nižšie:

Kubický systém

Ako už názov napovedá, bunka jednotky pozostáva z dokonalej kocky. Tri strany, A, B a C sa navzájom rovnajú a ich tri uhly sú všetky 90 °. Tento systém pozostáva z buniek:

• Jednoduchý alebo primitívny kubický.
• Kubický sústredený v tele (BCC).
• Kubický sústredený na tváre (FCC).

Tetragonálny systém

V tomto type kryštalickej štruktúry sú A a B rovnaké, ale C je iná, ale všetky zostávajú kolmé na seba. Tetragonálne bunky môžu byť:

• Jednoduchý alebo primitívny tetragonálny.
• Tetragonálny.

Otrombický systém

V tomto kryštalickom systéme sú A, B a C rôzne, ale stále sú na seba kolmé. Existujú 4 rôzne ortombické bunky:

• Primitívny alebo jednoduchý.
• Orthrome zameraný na telo.
• Orthrome s základnou.
• Ortorombický.

Monoklinický systém

Primitívna monoklinická bunka Monoklinická bunka zameraná na základňu

Monoklinický systém je podobný šesťuholníkovi, s výnimkou skutočnosti, že všetky jeho strany sú rôzne. Pre monoklinický systém existujú dve bunky:

• Primitívny monoklinický.
• Monoklinický.

Môže vám slúžiť: dihydroxyacetón: štruktúra, vlastnosti, získanie, použitia

Triklinický systém

Triklinická bunka

V systéme tricklingu neexistuje symetria. Všetky uhly sa navzájom líšia a nemusia byť nevyhnutne 90 °. Všetky jeho strany sú tiež iné.

Šesťuholníkový systém

Hexagonálna bunka

Táto bunka obsahuje strany A a B inú a inú stranu C. Uhly a a p sú 90 °, zatiaľ čo y = 120 °.

Trigonálny alebo rhomboyan systém

Trigonálna alebo rhomboedicínska bunka

Toto je konkrétny typ štruktúry podobnej ako pri užívaní vedra a natiahnutia sa pozdĺž dvoch opačných vrcholov. Všetky strany sú rovnaké a tiež ich uhly, ale nie sú 90 °.

Príklady kryštalických štruktúr

Chlorid sodný

Jeho kryštalická štruktúra pozostáva z kubickej siete zameranej na tváre so 4 jednotkami NaCl pre každú jednotkovú bunku,

Železo

Železo kryštalizuje alfa železo pri 768 ° C. Jeho štruktúra je kubický v tele s 2 -okrajom 2.86 Á (alebo 286 pm)

Gama železo

Je to forma železa, ktorá sa vyskytuje medzi 910 ° C a 1400 ° C a má kubickú kryštalickú štruktúru vycentrovanú na tvári 3.64 Á (364 pm) okraja.

diamant

Diamant je jednou z najcennejších uhlíkových foriem a má kubickú kryštalickú štruktúru zameranú na tváre (FCC), ktorá obsahuje dva atómy uhlíka a 3 okraj 3.75 Á (375 hod.).

Grafit

Grafit je ďalší veľmi bežný uhlík. V tomto prípade to sú listy atómov uhlíka spolu a vytvárajú 6 -členné krúžky, ktoré vedú k hexagonálnej kryštalickej štruktúre.