Enhetsceller
- Definiera enhetscell.
- Beskriv de tre kubiska kristallsystemcellerna.
Hur kan vi mäta storlek på atomer?
Vi har många datatabeller tillgängliga för oss inom kemi. Om vi ville veta storleken på litiumatomen kan vi enkelt slå upp den och upptäcka att den här atomen är 134 pikometer bred. Om vi tar bort den yttre elektronen är litiumjonen nu bara 90 pikometer stor. Hur vet vi detta? Vi har inte en linjal som är tillräckligt liten för att mäta dessa små avstånd. Men vi kan använda en teknik som kallas röntgendiffraktion för att lysa röntgenstrålar genom en kristall av en litiumförening. Genom att mäta hur mycket strålarna är böjda efter att de kommer genom kristallen kan vi beräkna molekylens storlek. Denna teknik fungerar både för små material som litiumföreningar och lika bra för mycket stora proteinmolekyler.
Enhetsceller
En enhetscell är den minsta delen av ett kristallgitter som visar de tre -dimensionellt mönster för hela kristallen. En kristall kan betraktas som samma enhetscell upprepas om och om igen i tre dimensioner. Figuren nedan illustrerar förhållandet mellan en enhetscell och hela kristallgitteret.
Figur 13.16
En enhetscell är den minsta upprepande delen av ett kristallgitter.
Enhetsceller förekommer i många olika varianter. Som ett exempel består det kubiska kristallsystemet av tre olika typer av enhetsceller: (1) enkel kubik, (2) ansiktscentrerad kubik och (3) kroppscentrerad kubik. Dessa visas på tre olika sätt i figuren nedan.
Figur 13.17
Tre enhetsceller i det kubiska kristallsystemet. Varje sfär representerar en atom eller en jon. I det enkla kubiska systemet är atomerna eller jonerna bara i enhetscellens hörn. I den ansiktscentrerade enhetscellen finns det också atomer eller joner i mitten av var och en av enhetscellens sex ytor. I den kroppscentrerade enhetscellen finns det en atom eller jon i mitten av enhetscellen förutom hörnatomerna eller jonerna.
Var särskilt uppmärksam på det sista diagrammet för varje typ av cell. Du kommer att märka att atomerna eller jonerna vid kanterna på varje ansikte eller i hörnen inte är kompletta sfärer. I den enkla kubikcellen delas varje hörnatom med åtta olika enhetsceller. Samma situation finns för kant- eller hörnpartiklarna i ansiktscentrerade och kroppscentrerade kubiska former. Dessutom delas var och en av partiklarna i mitten av den ansiktscentrerade kubiska cellen av två enhetsceller. Kroppscentrerade celler har en extra atom i mitten av cellen som helt och hållet finns i den cellen.
Observera att vi bara har beaktat enhetscellerna i en kubisk kristall. Andra kristallformer har också enhetsceller. Dessa enhetsceller listas nedan:
- rhombohedral, hexagonal, triclinic – en unik form vardera
- tetragonal – enkel och kroppscentrerad
- monoklinisk – enkel och bascentrerad
- ortorombisk – enkel, ansiktscentrerad, kroppscentrerad, bascentrerad
Sammanfattning
- A enhetscell är den minsta delen av ett kristallgitter som visar det tredimensionella mönstret för hela kristallen.
- Det finns tre olika typer av enhetsceller i det kubiska kristallsystemet.
Öva
Frågor
Använd länken nedan för att svara på följande frågor:
- Hur definieras en enhetscell?
- Motsatta ytor på en enhetscell är __________.
- Vad förbinder kanten på en enhetscell?
Granskning
Frågor
- Vad är en enhetscell?
- Lista upp de tre kubiska enhetscellerna.
- Finns varje enhetscell som en enhet i sig?
- kroppscentrerad cubi c: Det finns en atom eller jon i mitten av enhetscellen förutom hörnatomerna eller jonerna.
- ansiktscentrerad kubik: Det finns också atomer eller joner i mitten av var och en av de sex enhetscellens ytor.
- enkel kubik: Atomerna eller jonerna finns bara i enhetscellens hörn.
- enhetscell: Den minsta delen av ett kristallgitter som visar tredimensionellt mönster av hela kristallen.