Krystallinsk struktur

Krystallinsk struktur av natriumklorid

Hva er den krystallinske strukturen?

De krystallinsk struktur Det refererer til måten atomer, ioner eller molekyler er organisert eller pakket i krystallinske faste stoffer som diamanter, salt (natriumklorid) eller sukker (sukrose).

Krystallinske faste stoffer dannes tre -dimensjonale nettverk av identiske enheter som kalles enhetsceller. Disse ligner små identiske konstruksjonsblokker (for eksempel Layos) som binder seg til hverandre for å danne krystallene som vi kan se med det blotte øye.

Den krystallinske strukturen består av en beskrivelse av formen til denne enhetlige cellen og den nøyaktige posisjonen som hvert atom har innenfor nevnte celle.

Kjennetegn på den krystallinske strukturen

Dannes av enhetsceller som gjentas

Den krystallinske strukturen består i repetisjonen av en enhetscelle i alle retninger. Disse cellene består av tre -dimensjonale parallellepipjer hvis form og størrelse er definert av tre vektorer som kalles a, b og c, og ved vinklene mellom disse vektorene, kalt α, β og γ.

De er høyt bestilte strukturer

Den krystallinske strukturen er preget av å være en av de mest bestilte tilstandene som eksisterer. Krystallene er så bestilt at med å kjenne strukturen til enhetscellen som bare inneholder en håndfull atomer, kan hele strukturen til et glass dannet av millioner atomer, ioner eller molekyler gjenoppbygges.

De presenterer symmetri

De fleste av enhetscellene som krystallinske faste stoffer kan bygges med har en type symmetri. Dette betyr at innholdet i en del av cellen gjentas i en annen del av den etter å ha utført en rotasjon, refleksjon eller investering.

Kan tjene deg: roterende tørketrommel: drift, hva er det for, deler, applikasjoner

For eksempel, hvis en enhetscelle har et symmetriplan, betyr dette at den ene halvparten av cellen er refleksjonen til den andre.

Forholdet mellom egenskapene til materie og krystallinsk struktur

Det er mange fysiske og kjemiske egenskaper som er avhengige av den krystallinske strukturen:

Tetthet

Avhengig av måten atomer pakkes i den krystallinske strukturen, kan mer kompakte strukturer eller strukturer oppnås der atomer er lenger fra hverandre. I det første tilfellet vil det oppnås et tett og tungt fast stoff, siden flere atomer pakkes i et lavere volum.

• Eksempel

Hvis vi sammenligner de tre kubikkkrystallinske strukturene kalt Simple Cubic (P), kubikk sentrert på ansikter (FCC) og kubikk sentrert på kroppen (BCC) for like atomer, er BCC -strukturen 2 er 2.6 ganger tettere enn FCC, og FCC er 1.4 ganger tettere enn P.

Krystallinsk form

Formen på krystallene som vi kan se med det blotte øyet er en refleksjon av den krystallinske strukturen, og spesielt av den enhetlige cellen. Avhengig av strukturen til den enhetlige cellen, vil krystallene vokse mer i en retning enn i andre, noe som gir opphav til krystaller med forskjellige former som nåler, kvoter, sekskantede krystaller, etc.

Anisotropi

Fysiske egenskaper som termisk eller elektrisk ledningsevne og de magnetiske egenskapene til materie er ofte større gjennom en materiell retning enn gjennom en annen.

Dette kalles anisotropi, og disse effektene er spesielt intense i krystallinske strukturer fordi de er veldig ordnede og vanlige strukturer.

Kan tjene deg: Diasteromers

Typer krystallinsk struktur

Krystallinske strukturer kan klassifiseres i henhold til typen enhetscelle som de dannes. Disse er preget av de tre sidene som kobles til en av kantene (kalt A, B og C) og av vinklene mellom disse sidene (kalt α, β og γ).

Dette gir opphav til 7 krystallinske systemer. Innenfor hvert av disse krystallinske systemene kan forskjellige typer enhetsceller skilles. Totalt er det 14 forskjellige enhetsceller som kalles de 14 Bravais -nettverkene og er representert nedenfor:

Kubisk system

Som navnet tilsier, består enhetscellen av en perfekt kube. De tre sidene, A, B og C er lik hverandre, og deres tre vinkler er alle 90 °. Dette systemet består av celler:

• Enkel eller primitiv kubikk.
• Kubikk sentrert i kroppen (BCC).
• Kubikk sentrert på ansikter (FCC).

Tetragonalt system

I denne typen krystallinsk struktur er A og B de samme, men C er annerledes, men alle forblir vinkelrett på hverandre. Tetragonale celler kan være:

• Enkel eller primitiv tetragonal.
• Kroppsentrert tetragonal.

Ortorrombisk system

I dette krystallinske systemet er A, B og C alle forskjellige, men de er fremdeles vinkelrett på hverandre. Det er 4 forskjellige ortorrombiske celler:

• Primitiv eller enkel ortorrombisk.
• Kroppsentrert orthrom.
• Base -sentrert orthrom.
• Ansiktsentrert ortorombisk.

Monoklinisk system

Primitiv monoklinisk celle Base -sentrert monoklinisk celle

Det monokliniske systemet er likt sekskantet, bortsett fra at alle sidene er forskjellige. Det er to celler for det monokliniske systemet:

• Primitiv monoklinisk.
• Base -sentrert monoklinisk.

Kan tjene deg: dihydroxyacetone: struktur, egenskaper, innhenting, bruk

Triclinic System

Triclinic Cell

I trehjulssystemet er det ingen symmetri. Alle vinkler er forskjellige fra hverandre og må ikke nødvendigvis være 90 °. Alle sidene er også forskjellige.

Sekskantet system

Sekskantet celle

Denne cellen inneholder sider A og B forskjellige og forskjellige C -side. Vinklene α og β er begge 90 ° mens γ = 120 °.

Trigonalt eller rhomboyan -system

Trigonal eller rhomboedical celle

Dette er en bestemt type struktur som ligner på å ta en bøtte og strekke den langs to motsatte hjørner. Alle sider er de samme og også vinklene deres, men disse er ikke 90 °.

Eksempler på krystallinske strukturer

Natriumklorid

Den krystallinske strukturen består av et kubisk nettverk sentrert på ansikter med 4 NaCl -enheter for hver enhetscelle,

Alfa jern

Jern krystalliserer alfa -jern ved 768 ° C. Strukturen er kubikk sentrert i kroppen med en 2 -kant på 2.86 Å (eller 286 pm)

Gamma -jern

Det er en jernform som oppstår mellom 910 ° C og 1400 ° C og har en kubikk krystallinsk struktur sentrert på ansiktene til 3.64 Å (364 pm) av kant.

Diamant

Diamanten er en av de mest verdifulle karbonformene og har en kubikk krystallinsk struktur sentrert på ansikter (FCC) som inneholder to karbonatomer og en 3 kant på 3.75 Å (375 pm).

Grafitt

Grafitt er et annet veldig vanlig karbon. I dette tilfellet er dette ark med karbonatomer sammen og danner 6 -medlemsringer, noe som gir opphav til en sekskantet krystallinsk struktur.