Enhedsceller
- Definer enhedscelle.
- Beskriv de tre kubiske krystalsystemenhedsceller.
Hvordan kan vi måle størrelse af atomer?
Vi har mange datatabeller til rådighed inden for kemi. Hvis vi ønskede at vide størrelsen på lithiumatomet, kan vi let slå det op og finde ud af, at dette atom er 134 picometer bredt. Hvis vi fjerner den ydre elektron, er lithiumionen nu kun 90 picometer i størrelse. Hvordan ved vi det? Vi har ikke en linjal, der er lille nok til at måle disse små afstande. Men vi kan bruge en teknik kaldet røntgendiffraktion til at skinne stråler af røntgenstråler gennem en krystal af en lithiumforbindelse. Ved at måle, hvor meget bjælkerne er bøjet, når de kommer gennem krystallen, kan vi beregne molekylets størrelse. Denne teknik fungerer både for små materialer som lithiumforbindelser og lige så godt for meget store proteinmolekyler.
Enhedsceller
En enhedscelle er den mindste del af et krystalgitter, der viser de tre -dimensionelt mønster af hele krystallen. En krystal kan betragtes som den samme enhedscelle gentaget igen og igen i tre dimensioner. Figuren nedenfor illustrerer forholdet mellem en enhedscelle og hele krystalgitteret.
Figur 13.16
En enhedscelle er den mindste gentagne del af et krystalgitter.
Enhedsceller forekommer i mange forskellige varianter. Som et eksempel er det kubiske krystalsystem sammensat af tre forskellige typer enhedsceller: (1) enkel kubisk, (2) ansigtscentreret kubisk og (3) kropscentreret kubisk. Disse vises på tre forskellige måder i nedenstående figur.
Figur 13.17
Tre enhedsceller i det kubiske krystalsystem. Hver kugle repræsenterer et atom eller en ion. I det enkle kubiske system er atomerne eller ionerne kun i hjørnerne af enhedscellen. I den ansigtscentrerede enhedscelle er der også atomer eller ioner i midten af hver af de seks flader på enhedscellen. I den kropscentrerede enhedscelle er der et atom eller ion i midten af enhedscellen ud over hjørneatomer eller ioner.
Vær særlig opmærksom på det sidste diagram for hver type celle. Du vil bemærke, at atomerne eller ionerne ved kanterne på hvert ansigt eller i hjørnerne ikke er komplette kugler. I den enkle kubiske celle deles hvert hjørneatom med 8 forskellige enhedsceller. Den samme situation findes for kant- eller hjørnepartiklerne i de ansigtscentrerede og kropscentrerede kubiske former. Derudover deles hver af partiklerne i midten af den ansigtscentrerede kubiske celle med 2 enhedsceller. Kroppscentrerede celler har et ekstra atom i midten af cellen, som er helt indeholdt i den celle.
Bemærk, at vi kun har betragtet enhedscellerne i en kubisk krystal. Andre krystalformer har også enhedsceller. Disse enhedsceller er anført nedenfor:
- rhombohedral, hexagonal, triclinic – en unik form hver
- tetragonal – enkel og kropscentreret
- monoklinisk – enkel og basecentreret
- orthorhombic – enkel, ansigtscentreret, kropscentreret, basecentreret
Oversigt
- A enhedscelle er den mindste del af et krystalgitter, der viser det tredimensionelle mønster af hele krystallen.
- Der er tre forskellige typer enhedsceller i det kubiske krystalsystem.
Øv
Spørgsmål
Brug nedenstående link til at besvare følgende spørgsmål:
- Hvordan defineres en enhedscelle?
- Modsatte flader af en enhedscelle er __________.
- Hvad forbinder kanten af en enhedscelle?
Gennemgang
Spørgsmål
- Hvad er en enhedscelle?
- Angiv de tre kubiske enhedsceller.
- Findes hver enhedscelle som en enhed alene?
- body-centreret cubi c: Der er et atom eller ion i midten af enhedscellen ud over hjørneatomer eller ioner.
- ansigtscentreret kubisk: Der er også atomer eller ioner i midten af hver af de seks enhedens celleflader.
- enkel kubik: Atomer eller ioner er kun i hjørnerne af enhedscellen.
- enhedscelle: Den mindste del af et krystalgitter, der viser tredimensionelt mønster af hele krystallen.