Eenheidscellen
- Eenheidscel definiëren.
- Beschrijf de drie kubieke eenheidscellen van het kristalsysteem.
Hoe kunnen we meten grootte van atomen?
We hebben veel gegevenstabellen tot onze beschikking in de chemie. Als we de grootte van het lithiumatoom willen weten, kunnen we het gemakkelijk opzoeken en ontdekken dat dit atoom 134 picometer breed is. Als we het buitenste elektron verwijderen, is het lithiumion nu slechts 90 picometer groot. Hoe weten we dat? We hebben geen liniaal die klein genoeg is om deze kleine afstanden te meten. Maar we kunnen een techniek genaamd röntgendiffractie gebruiken om röntgenstralen door een kristal van een lithiumverbinding te laten schijnen. Door te meten hoeveel de bundels zijn gebogen nadat ze door het kristal zijn gekomen, kunnen we de grootte van het molecuul berekenen. Deze techniek werkt zowel voor kleine materialen zoals lithiumverbindingen als even goed voor zeer grote eiwitmoleculen.
Eenheidscellen
Een eenheidscel is het kleinste deel van een kristalrooster dat de drie -dimensionaal patroon van het hele kristal. Een kristal kan worden gezien als dezelfde eenheidscel die steeds weer in drie dimensies wordt herhaald. De onderstaande afbeelding illustreert de relatie van een eenheidscel tot het gehele kristalrooster.
Figuur 13.16
Een eenheidscel is het kleinste zich herhalende deel van een kristalrooster.
Eenheidscellen komen in veel verschillende varianten voor. Als een voorbeeld is het kubische kristalsysteem samengesteld uit drie verschillende soorten eenheidscellen: (1) enkelvoudig kubiek, (2) vlakgecentreerd kubiek en (3) lichaamsgecentreerd kubiek. Deze worden op drie verschillende manieren weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Figuur 13.17
Drie eenheidscellen van het kubieke kristalsysteem. Elke bol vertegenwoordigt een atoom of een ion. In het eenvoudige kubieke systeem bevinden de atomen of ionen zich alleen op de hoeken van de eenheidscel. In de op het gezicht gerichte eenheidscel bevinden zich ook atomen of ionen in het midden van elk van de zes vlakken van de eenheidscel. In de op het lichaam gerichte eenheidscel bevindt zich naast de hoekatomen of ionen ook één atoom of ion in het midden van de eenheidscel.
Besteed speciale aandacht aan het laatste diagram voor elk type cel. Je zult merken dat de atomen of ionen aan de randen van elk vlak of op de hoeken geen volledige bollen zijn. In de eenvoudige kubieke cel wordt elk hoekatoom gedeeld door 8 verschillende eenheidscellen. Dezelfde situatie bestaat voor de rand- of hoekdeeltjes in de vlakgecentreerde en lichaamsgerichte kubische vormen. Bovendien wordt elk van de deeltjes in het midden van de kubusvormige cel met het gezichtscentrum gedeeld door twee eenheidscellen. Op het lichaam gerichte cellen hebben een extra atoom in het midden van de cel dat zich volledig in die cel bevindt.
Merk op dat we alleen de eenheidscellen van een kubisch kristal hebben beschouwd. Andere kristalvormen hebben ook eenheidscellen. Deze eenheidscellen worden hieronder opgesomd:
- rhombohedraal, hexagonaal, triklien – elk een unieke vorm
- tetragonaal – eenvoudig en lichaamsgericht
- monoklinisch – eenvoudig en base-gecentreerd
- orthorhombisch – eenvoudig, gezicht gecentreerd, lichaam gecentreerd, base-gecentreerd
Samenvatting
- A eenheidscel is het kleinste deel van een kristalrooster dat het driedimensionale patroon van het hele kristal laat zien.
- Er zijn drie verschillende soorten eenheidscellen in het kubieke kristalsysteem.
Oefenen
Vragen
Gebruik de onderstaande link om de volgende vragen te beantwoorden:
- Hoe wordt een eenheidscel gedefinieerd?
- Tegenoverliggende vlakken van een eenheidscel zijn __________.
- Wat verbindt de rand van een eenheidscel?
Beoordeling
Vragen
- Wat is een eenheidscel?
- Maak een lijst van de drie kubieke eenheidscellen.
- Bestaat elke eenheidscel op zichzelf als een entiteit?
- lichaam gecentreerde cubi c: Er is één atoom of ion in het midden van de eenheidscel naast de hoekatomen of ionen.
- kubisch met het gezicht gecentreerd: er zijn ook atomen of ionen in het midden van elk van de zes vlakken van de eenheidscel.
- eenvoudig kubisch: de atomen of ionen bevinden zich alleen op de hoeken van de eenheidscel.
- eenheidscel: het kleinste deel van een kristalrooster dat de driedimensionaal patroon van het hele kristal.