Die eenheidsel van die kristalrooster dien om die mikrostruktuur van materiale te beskryf. Baie fisiese en chemiese eienskappe van 'n stof hang af van sy parameters: hardheid, smeltpunt, elektriese en termiese geleidingsvermoë, plastisiteit, en ander. Die tipes van hierdie elementêre strukture is reeds in die 19de eeu beskryf. Een van die variëteite is die primitiewe sel. Om 'n eenheidsel in die materiaalstruktuur te isoleer, moet 'n aantal voorwaardes nagekom word.
Kristalrooster
Alle vaste stowwe kan volgens hul interne struktuur in twee vorme geklassifiseer word: amorf en kristallyn. 'n Kenmerkende kenmerk van laasgenoemde is die spesifieke georganiseerde struktuur van die deeltjies.
Kristalrooster is 'n vereenvoudigde driedimensionele model van soliede kristalle, wat gebruik word om hul eienskappe in fisika, chemie, biologie, mineralogie en ander wetenskappe te ontleed. Uiterlik lyk dit soos 'n rooster. By sy nodusse is die atome van materie. Hierdie reeks punte het 'n spesifieke, gereeld herhalende volgorde spesifiek vir elke spesie.stowwe.
Wat is 'n eenheidsel?
Die eenheidsel van die kristalrooster is die kleinste deel van 'n vaste stof wat ons toelaat om sy eienskappe te karakteriseer. Dit dien as die basis van die rooster en word male sonder tal daarin gedupliseer.
Hierdie model word gebruik om die visuele beskrywing van die interne struktuur van kristalle te vereenvoudig. In hierdie geval word 'n stelsel van 3 kristallografiese koördinaat-asse gebruik, wat verskil van die gewone ortogonale deurdat dit eindige segmente van 'n sekere grootte is. Die hoeke tussen die asse kan gelyk wees aan 90° of indirek wees.
As jy 'n sekere volume dig vul met elementêre selle, kan jy 'n ideale enkelkristal kry. In die praktyk is polikristalle meer algemeen, wat bestaan uit verskeie reëlmatige strukture wat in ruimte beperk is.
Views
In die wetenskap is daar 14 tipes elementêre selle van roosters met 'n unieke meetkunde. Hulle is die eerste keer beskryf deur die Franse fisikus Auguste Bravais in 1848. Hierdie wetenskaplike word beskou as die stigter van kristallografie.
Hierdie tipe elementêre strukture van die kristalrooster word in 7 kategorieë gegroepeer, genoem singonieë, afhangende van die verhouding van die lengtes van die sye en die gelykheid van die hoeke:
- kubieke;
- tetragonaal;
- ortorombies;
- rhombohedral;
- hexagonaal;
- triclinic.
Die mees eenvoudige en algemene in die natuur vanvan hulle is die eerste kategorie, wat op sy beurt in 3 tipes traliewerk verdeel is:
- Eenvoudige kubieke. Alle deeltjies (en dit kan atome, elektries gelaaide deeltjies of molekules wees) is by die hoekpunte van die kubus geleë. Hierdie deeltjies is identies. Elke sel het 1 atoom (8 hoekpunte × 1/8 atoom=1).
- Liggaam-gesentreerde kubieke. Dit verskil van die vorige model deurdat daar nog een deeltjie in die middel van die kubus is. Elke sel het 2 atome materie.
- Gesiggesentreerde kubieke. Deeltjies is vervat in die hoekpunte van die elementêre sel, sowel as in die middel van alle vlakke. Elkeen van die selle het 4 atome.
Primitiewe sel
'n Elementêre sel word primitief genoem as sy deeltjies net by die roosterhoekpunte geleë is en elders afwesig is. Sy volume is minimaal in vergelyking met ander tipes. In die praktyk blyk dit dikwels laag-simmetries te wees ('n voorbeeld is die Wigner-Seitz-sel).
Vir nie-primitiewe selle verdeel die atoom in die middel van die volume hulle in 2 of 4 identiese dele. In die gesiggesentreerde struktuur is daar 'n verdeling in 8 dele. In metallografie word die konsep van 'n elementêre eerder as 'n primitiewe sel gebruik, aangesien die simmetrie van die eerste sel 'n meer volledige beskrywing van die kristalstruktuur van die materiaal moontlik maak.
Tekens
Al 14 tipes elementêre selle het gemeenskaplike eienskappe:
- hulle is die eenvoudigste herhalende strukture in 'n kristal;
- elke traliemiddelpunt bestaan uit eendeeltjies, genoem die tralieknoop;
- selnodusse is onderling verbind deur reguitlyne wat die geometrie van die kristal vorm;
- teenoorstaande vlakke is parallel;
- die simmetrie van die elementêre struktuur stem ooreen met die simmetrie van die hele kristalrooster.
Wanneer die struktuur van 'n elementêre sel gekies word, word 'n paar reëls gevolg. Sy moet hê:
- kleinste volume en oppervlakte;
- die grootste aantal identiese rande en hoeke tussen hulle;
- regte hoeke (indien moontlik);
- ruimtelike simmetrie, wat die simmetrie van die hele kristalrooster weerspieël.
Volume
Die volume van 'n elementêre sel word bepaal na gelang van sy geometriese vorm. Vir die kubieke singonie word dit bereken as die lengte van die gesig (middel-tot-middel afstand van atome) verhef tot die derde mag. Vir 'n seskantige stelsel kan die volume bepaal word deur die formule hieronder te gebruik:
waar a en c die parameters van die kristalrooster is, gemeet in angstrom.
In die praktyk word die parameters van die kristalrooster bereken om later die struktuur van die verbinding, die massa van 'n atoom (gebaseer op die gewig van 'n gegewe volume en die Avogadro-getal) of sy radius te bepaal.
