Unit Cells
- Definujte jednotkovou buňku.
- Popište tři jednotkové buňky kubického krystalového systému.
Jak můžeme měřit velikost atomů?
V chemii máme k dispozici mnoho datových tabulek. Pokud bychom chtěli znát velikost atomu lithia, můžeme jej snadno vyhledat a zjistit, že tento atom má průměr 134 pikometrů. Pokud odstraníme vnější elektron, má lithiový iont nyní velikost pouze 90 pikometrů. Jak to víme? Nemáme dostatečně malé pravítko, abychom měřili tyto malé vzdálenosti. Můžeme však použít techniku zvanou rentgenová difrakce, aby zářily paprsky rentgenových paprsků skrz krystal lithiové sloučeniny. Měřením toho, jak moc se paprsky ohýbají poté, co projdou krystalem, můžeme vypočítat velikost molekuly. Tato technika funguje jak pro malé materiály, jako jsou sloučeniny lithia, tak stejně dobře pro velmi velké molekuly bílkovin.
Jednotkové buňky
Jednotková buňka je nejmenší část krystalové mřížky, která ukazuje tři -rozměrný vzor celého krystalu. Krystal lze považovat za stejnou jednotkovou buňku opakovanou znovu a znovu ve třech rozměrech. Obrázek níže ukazuje vztah jednotkové buňky k celé krystalové mřížce.
Obrázek 13.16
Jednotková buňka je nejmenší opakující se část krystalové mřížky.
Jednotkové buňky se vyskytují v mnoha různých variantách. Jako jeden příklad se kubický krystalový systém skládá ze tří různých typů jednotkových buněk: (1) jednoduchá kubická, (2) kubická centrovaná na obličej a (3) kubická centrovaná na tělo. Ty jsou na obrázku níže zobrazeny třemi různými způsoby.
Obrázek 13.17
Tři jednotkové buňky systému krychlového krystalu. Každá koule představuje atom nebo iont. V jednoduchém kubickém systému jsou atomy nebo ionty pouze v rozích jednotkové buňky. V obličejové jednotkové buňce jsou také atomy nebo ionty ve středu každé ze šesti tváří jednotkové buňky. V jednotkové buňce se středem těla je kromě rohových atomů nebo iontů ve středu jednotkové buňky ještě jeden atom nebo ion.
Zvláštní pozornost věnujte poslednímu diagramu pro každou typ buňky. Všimnete si, že atomy nebo ionty na okrajích každého obličeje nebo v rozích nejsou úplné koule. V jednoduché kubické buňce je každý rohový atom sdílen 8 různými jednotkovými buňkami. Stejná situace existuje pro okrajové nebo rohové částice v kubických formách zaměřených na tvář a na tělo. Kromě toho je každá z částic ve středu kubické buňky se středem tváře sdílena 2 jednotkovými buňkami. Buňky zaměřené na tělo mají ve středu buňky další atom, který je zcela obsažen v této buňce.
Upozorňujeme, že jsme uvažovali pouze o jednotkových buňkách krychlového krystalu. Jiné krystalové formy mají také jednotkové buňky. Níže jsou uvedeny tyto jednotkové buňky:
- kosodélníkové, šestihranné, triklinické – každý jeden jedinečný tvar
- čtyřúhelníkový – jednoduchý a zaměřený na tělo
- monoklinický – jednoduchý a na střed
- ortorombický – jednoduchý, na obličej, na tělo, na střed
Shrnutí
- A jednotková buňka je nejmenší část krystalové mřížky, která ukazuje trojrozměrný vzorec celého krystalu.
- V kubické krystalové soustavě existují tři různé typy jednotkových buněk.
Cvičení
Dotazy
Pomocí následujícího odkazu můžete odpovědět na následující otázky:
- Jak je definována jednotková buňka?
- Protiklady jednotkové buňky jsou __________.
- Co spojuje okraj jednotkové buňky?
Recenze
Otázky
- Co je to jednotková buňka?
- Seznam tří kubických jednotkových buněk.
- Existuje každá jednotková buňka jako entita sama o sobě?
- kubi se středem těla c: Ve středu jednotkové buňky je kromě rohových atomů nebo iontů jeden atom nebo ion.
- kubický střed: Ve středu každé ze šesti jsou také atomy nebo ionty tváře jednotkové buňky.
- jednoduchá kubická: Atomy nebo ionty jsou pouze v rozích jednotkové buňky.
- jednotková buňka: Nejmenší část krystalové mřížky, která ukazuje trojrozměrný vzor celého krystalu.