Enhetsceller
- Definer enhetscelle.
- Beskriv de tre kubiske krystallsystemenhetscellene.
Hvordan kan vi måle størrelse på atomer?
Vi har mange datatabeller tilgjengelig for oss innen kjemi. Hvis vi ønsket å vite størrelsen på litiumatomet, kan vi enkelt slå opp det og finne at dette atomet er 134 pikometer. Hvis vi fjerner det ytre elektronet, er litiumionen nå bare 90 pikometer i størrelse. Hvordan vet vi dette? Vi har ikke en linjal som er liten nok til å måle disse små avstandene. Men vi kan bruke en teknikk som kalles røntgendiffraksjon for å skinne røntgenstråler gjennom en krystall av en litiumforbindelse. Ved å måle hvor mye bjelkene er bøyd etter at de kommer gjennom krystallet, kan vi beregne størrelsen på molekylet. Denne teknikken fungerer både for små materialer som litiumforbindelser og like bra for veldig store proteinmolekyler.
Enhetsceller
En enhetscelle er den minste delen av et krystallgitter som viser de tre -dimensjonalt mønster av hele krystallet. En krystall kan tenkes som den samme enhetscellen gjentas om og om igjen i tre dimensjoner. Figuren nedenfor illustrerer forholdet mellom en enhetscelle og hele krystallgitteret.
Figur 13.16
En enhetscelle er den minste gjentatte delen av et krystallgitter.
Enhetsceller forekommer i mange forskjellige varianter. Som et eksempel består det kubiske krystallsystemet av tre forskjellige typer enhetsceller: (1) enkel kubikk, (2) ansiktssentrert kubikk og (3) kroppssentrert kubikk. Disse er vist på tre forskjellige måter i figuren nedenfor.
Figur 13.17
Tre enhetsceller i det kubiske krystallsystemet. Hver sfære representerer et atom eller et ion. I det enkle kubiske systemet er atomene eller ionene bare i hjørnene av enhetscellen. I den ansiktssentrerte enhetscellen er det også atomer eller ioner i midten av hver av de seks sidene av enhetscellen. I den kroppssentrerte enhetscellen er det ett atom eller ion i midten av enhetscellen i tillegg til hjørneatomer eller ioner.
Vær spesielt oppmerksom på det siste diagrammet for hver type celle. Du vil legge merke til at atomene eller ionene i kantene på hvert ansikt eller i hjørnene ikke er komplette kuler. I den enkle kubiske cellen deles hvert hjørneatom med 8 forskjellige enhetsceller. Den samme situasjonen eksisterer for kant- eller hjørnepartikler i ansiktssentrerte og kroppssentrerte kubiske former. I tillegg deles hver av partiklene i midten av den ansiktssentrerte kubiske cellen av 2 enhetsceller. Kroppssentrerte celler har et ekstra atom i midten av cellen som er helt inneholdt i den cellen.
Merk at vi bare har vurdert enhetscellene til en kubisk krystall. Andre krystallformer har også enhetsceller. Disse enhetscellene er oppført nedenfor:
- rombohedral, sekskantet, triklinisk – en unik form hver
- tetragonal – enkel og kroppssentrert
- monoklinisk – enkel og basissentrert
- orthorhombic – enkel, ansiktssentrert, kroppssentrert, basesentrert
Sammendrag
- A enhetscelle er den minste delen av et krystallgitter som viser det tredimensjonale mønsteret til hele krystallet.
- Det er tre forskjellige typer enhetsceller i det kubiske krystallsystemet.
Øv
Spørsmål
Bruk lenken nedenfor for å svare på følgende spørsmål:
- Hvordan defineres en enhetscelle?
- Motsatte flater på en enhetscelle er __________.
- Hva kobler kanten til en enhetscelle til?
Gjennomgang
Spørsmål
- Hva er en enhetscelle?
- Liste over de tre kubiske enhetscellene.
- Finner hver enhetscelle seg selv som en enhet?
- kroppssentrert cubi c: Det er ett atom eller ion i midten av enhetscellen i tillegg til hjørneatomer eller ioner.
- ansiktssentrert kubikk: Det er også atomer eller ioner i midten av hver av de seks enhetscellens flater.
- enkel kubikk: Atomer eller ioner er bare på hjørnene av enhetscellen.
- enhetscelle: Den minste delen av et krystallgitter som viser tredimensjonalt mønster av hele krystallet.