Celle unitarie

Definisci cella unitaria.
Descrivi le tre celle unitarie del sistema di cristalli cubici.

Come possiamo misurare dimensione degli atomi?

Abbiamo molte tabelle di dati a nostra disposizione in chimica. Se volessimo conoscere la dimensione dell’atomo di litio, possiamo facilmente cercarlo e scoprire che questo atomo ha un diametro di 134 picometri. Se rimuoviamo l’elettrone esterno, lo ione di litio ha ora una dimensione di soli 90 picometri. Come facciamo a saperlo? Non abbiamo un righello abbastanza piccolo per misurare queste piccole distanze. Ma possiamo usare una tecnica chiamata diffrazione dei raggi X per far brillare i fasci di raggi X attraverso un cristallo di un composto di litio. Misurando quanto sono piegati i raggi dopo che sono passati attraverso il cristallo, possiamo calcolare la dimensione della molecola. Questa tecnica funziona sia per materiali piccoli come i composti di litio che per molecole proteiche molto grandi.

Cellule unitarie

Una cellula unitaria è la porzione più piccola di un reticolo cristallino che mostra i tre modello -dimensionale dell’intero cristallo. Un cristallo può essere pensato come la stessa cellula unitaria ripetuta più e più volte in tre dimensioni. La figura seguente illustra la relazione di una cella unitaria con l’intero reticolo cristallino.

Figura 13.16

Una cella unitaria è la più piccola porzione ripetuta di un reticolo cristallino.

Le celle unitarie si presentano in molte varietà differenti. Ad esempio, il sistema cristallino cubico è composto da tre diversi tipi di celle unitarie: (1) cubica semplice, (2) cubica centrata sulla faccia e (3) cubica centrata sul corpo. Questi sono mostrati in tre modi diversi nella figura seguente.

Figura 13.17

Tre celle unitarie del sistema cristallino cubico. Ogni sfera rappresenta un atomo o uno ione. Nel sistema cubico semplice, gli atomi o gli ioni sono solo agli angoli della cella unitaria. Nella cella unitaria centrata sulla faccia, ci sono anche atomi o ioni al centro di ciascuna delle sei facce della cella unitaria. Nella cella unitaria centrata sul corpo, c’è un atomo o ione al centro della cella unitaria oltre agli atomi o agli ioni d’angolo.

Prestare particolare attenzione all’ultimo diagramma per ciascuno tipo di cella. Noterai che gli atomi o gli ioni ai bordi di ciascuna faccia o agli angoli non sono sfere complete. Nella cella cubica semplice, ogni atomo d’angolo è condiviso da 8 celle unitarie differenti. La stessa situazione esiste per i bordi o le particelle d’angolo nelle forme cubiche centrate sulla faccia e centrate sul corpo. Inoltre, ciascuna delle particelle al centro della cella cubica centrata sulla faccia è condivisa da 2 celle unitarie. Le cellule centrate sul corpo hanno un atomo aggiuntivo nel mezzo della cellula che è contenuto interamente in quella cellula.

Nota che abbiamo considerato solo le cellule unitarie di un cristallo cubico. Anche altre forme cristalline hanno celle unitarie. Queste celle unitarie sono elencate di seguito:

romboedrica, esagonale, triclina – una forma unica ciascuna
tetragonale – semplice e centrata sul corpo
monoclina – semplice e centrato sulla base
ortorombico – semplice, centrato sulla faccia, centrato sul corpo, centrato sulla base

Riepilogo

A La cella unitaria è la porzione più piccola di un reticolo cristallino che mostra il modello tridimensionale dell’intero cristallo.
Esistono tre diversi tipi di celle unitarie nel sistema cristallino cubico.

Esercitazione

Domande

Utilizza il link sottostante per rispondere alle seguenti domande:

Come viene definita una cella unitaria?
Le facce opposte di una cella unitaria sono __________.
Che cosa collega il bordo di una cella unitaria?

Rivedi