Celule unitare

Celule de unitate

Definiți celula de unitate.
Descrieți cele trei celule unitare ale sistemului de cristal cubic.

Cum putem măsura dimensiunea atomilor?

Avem la dispoziție multe tabele de date în chimie. Dacă am fi vrut să cunoaștem dimensiunea atomului de litiu, îl putem căuta cu ușurință și vom descoperi că acest atom are o lungime de 134 picometri. Dacă eliminăm electronul exterior, ionul de litiu are acum doar 90 de picometri ca dimensiune. De unde știm asta? Nu avem o riglă suficient de mică pentru a măsura aceste mici distanțe. Dar putem folosi o tehnică numită difracție de raze X pentru a străluci fascicule de raze X printr-un cristal al unui compus de litiu. Măsurând cât de mult sunt îndoite grinzile după ce intră prin cristal, putem calcula dimensiunea moleculei. Această tehnică funcționează atât pentru materiale mici, cum ar fi compușii de litiu, cât și la fel de bine pentru molecule de proteine foarte mari.

O celulă unitară este cea mai mică porțiune a unei rețele de cristal care arată cele trei -sablonul dimensional al întregului cristal. Un cristal poate fi considerat ca fiind aceeași celulă unitate repetată de mai multe ori în trei dimensiuni. Figura de mai jos ilustrează relația dintre o celulă unitară și întregul rețea cristalină.

Figura 13.16

O celulă unitară este cea mai mică porțiune care se repetă dintr-o rețea de cristal.

Celulele unitare apar în multe varietăți diferite. Ca exemplu, sistemul de cristal cubic este compus din trei tipuri diferite de celule unitare: (1) cub simplu, (2) cub centrat pe față și (3) cub centrat pe corp. Acestea sunt prezentate în trei moduri diferite în figura de mai jos.

Figura 13.17

Trei celule unitare ale sistemului de cristal cubic. Fiecare sferă reprezintă un atom sau un ion. În sistemul cubic simplu, atomii sau ionii sunt doar la colțurile celulei unitare. În celula unității centrată pe față, există, de asemenea, atomi sau ioni în centrul fiecăreia dintre cele șase fețe ale celulei unitare. În celula centrală centrată pe corp, există un atom sau ion în centrul celulei unitare, în plus față de atomii de colț sau ioni.

Acordați o atenție specială ultimei diagrame pentru fiecare tipul de celulă. Veți observa că atomii sau ionii de la marginile fiecărei fețe sau la colțuri nu sunt sfere complete. În celula cubică simplă, fiecare atom de colț este împărțit de 8 celule unitare diferite. Aceeași situație există pentru particulele de margine sau colț în formele cubice centrate pe față și centrate pe corp. În plus, fiecare dintre particulele din centrul celulei cubice centrate pe față este împărțită de 2 celule unitare. Celulele centrate pe corp au un atom suplimentar în mijlocul celulei care este conținut în totalitate în acea celulă.

Rețineți că am luat în considerare doar celulele unitare ale unui cristal cubic. Alte forme cristaline au, de asemenea, celule unitare. Aceste celule unitare sunt listate mai jos:

romboedrică, hexagonală, triclinică – câte o formă unică fiecare
tetragonală – simplă și centrată pe corp
monoclinică – simplu și bazat pe centru
ortorombic – simplu, centrat pe față, centrat pe corp, bazat pe centru

Rezumat

A celula unitară este cea mai mică porțiune a unei rețele de cristal care arată modelul tridimensional al întregului cristal.
Există trei tipuri diferite de celule unitare în sistemul de cristal cubic.

Practică

Întrebări

Utilizați linkul de mai jos pentru a răspunde la următoarele întrebări:

Cum este definită o celulă unitară?
Fețele opuse ale unei celule unitare sunt __________.
Ce conectează marginea unei celule unitare?

Recenzie