מאפייני תא אוניטרית, קבועי רשת וסוגים

ה תא יחידה זהו מרחב דמיוני או אזור המייצג את הביטוי המינימלי של שלם; כי במקרה של כימיה, כל יהפוך לגביש המורכב אטומים, יונים או מולקולות, אשר מסודרים בעקבות דפוס מבנית.

בחיי היומיום אפשר למצוא דוגמאות שמגלמות את המושג הזה. לשם כך יש לשים לב חפצים או משטחים המציגים סדר חוזר מסוים של אלמנטים שלהם. כמה פסיפסים, תבליטים, תקרות coffered, סדינים וטפטים יכול להקיף באופן כללי מה מובנת על ידי תא יחידה.

כדי להמחיש את זה בצורה ברורה יותר, יש לך את התמונה העליונה שיכולה לשמש טפטים. בה מופיעים חתולים ועזים עם שני חושים חלופיים; החתולים נמצאים על רגליהם או על ראשם, והעזים שוכבות ומסתכלות למעלה או למטה.

חתולים ועזים אלה יוצרים רצף מבניים חוזר על עצמו. כדי לבנות את כל הנייר, זה יהיה מספיק כדי לשכפל את התא יחידתי על פני השטח מספר מספיק של פעמים, באמצעות תנועות translational.

תאים יחידה אפשרית מיוצגים על ידי תיבות כחול, ירוק ואדום. כל אחד משלושה אלה יכול לשמש כדי להשיג את הנייר; אבל, יש צורך להעביר אותם באופן דמיוני על פני השטח כדי לברר אם הם לשחזר את רצף זהה שנצפתה בתמונה.

החל מהכיכר האדומה, היה מעריך כי אם שלוש עמודות (של חתולים ועזים) הועברו שמאלה, שני עזים לא יופיעו עוד בחלק התחתון, אלא רק אחד. לכן, זה יוביל רצף אחר ולא יכול להיחשב כתא יחידה.

אם הם העבירו דמיון את שני הריבועים, כחול וירוק, כן אותו רצף של העיתון היה מתקבל. שניהם תאים בודדים; עם זאת, התיבה הכחולה מצייתת יותר להגדרה, שכן היא קטנה יותר מהקופסה הירוקה.

אינדקס

• 1 מאפיינים של תאי היחידה
  • 1.1 מספר היחידות החוזרות על עצמן
• 2 איזה קבועי רשת מגדירים תא יחידה?
• 3 סוגים
  • 3.1 מעוקב
  • 3.2 טטרגונלי
  • 3.3 אורתורומבי
  • 3.4 מונוקליני
  • 3.5 טריקלין
  • 3.6 משושה
  • 3.7 טריגונאל
• 4 הפניות

תכונות של תאים יחידה

ההגדרה שלו, בנוסף לדוגמה שהוסברה, מבהירה כמה מתכונותיה:

-אם הם נעים בחלל, לא משנה מה הכיוון, זכוכית מוצק או מלא יתקבלו. הסיבה לכך היא, כפי שצוין עם חתולים ועזים, הם לשחזר את רצף מבניים; מה שווה לחלוקה המרחבית של היחידות החוזרות על עצמן.

-הם צריכים להיות קטנים ככל האפשר (או לכבוש נפח קטן) לעומת אפשרויות התא אפשרי אחרים.

-הם, בדרך כלל, סימטריים. כמו כן, הסימטריה שלה משתקפת ממש בגבישי המתחם; אם תא יחידה של מלח הוא מעוקב, גבישים שלה יהיה מעוקב. עם זאת, ישנם מבנים גבישיים המתוארים עם תאים יחידה עם גיאומטריות מעוותות.

-הם מכילים יחידות חוזרות, אשר יכול להיות מוחלף על ידי נקודות, אשר בתורו להרכיב תלת מימדי מה שמכונה reticle. בדוגמה הקודמת, החתולים והעזים מייצגים את נקודות המפרקים, הנראים ממישור עליון; כלומר, שני ממדים.

מספר היחידות החוזרות על עצמן

יחידות חוזרות או נקודות רשת של תאים יחידה לשמור על אותו חלק של חלקיקים מוצקים.

אם אתה סופר את מספר החתולים והעזים בתוך הקופסה הכחולה, יהיו לך שני חתולים ועזים. אותו הדבר קורה עם הקופסה הירוקה, ועם הקופסה האדומה גם (גם אם אתה כבר יודע שזה לא תא יחידה).

נניח למשל כי חתולים ועזים הם אטומים G ו- C, בהתאמה (ריתוך חיה מוזר). כיוון שהיחס בין G ו- C הוא 2: 2 או 1: 1 בתיבה הכחולה, ניתן לצפות, ללא טעויות, כי מוצק תהיה הנוסחה GC (או CG).

כאשר מוצק מציג מבנים קומפקטי פחות או יותר, כפי שהוא קורה עם מלחים, מתכות, תחמוצות, גופרתי וסגסוגות, בתאים יחידתי אין יחידות חוזרות שלמות; כלומר, יש חלקים או חלקים מהם, אשר מסתכמים ליחידה אחת או שתיים.

זה לא המקרה של GC. אם כן, התיבה הכחולה "תפצל" את החתולים והעזים בשני (1 / 2G ו 1 / 2C) או ארבעה חלקים (1/4 ו 1 / 4C). בסעיפים הבאים נראה כי בתאים אלה יחידתי נקודות הרשת מחולקים בנוחות זה בדרכים אחרות.

מה קבועי הרשת להגדיר תא יחידה?

תאי היחידה של דוגמת ה- GC הם דו מימדיים; עם זאת, זה אינו חל על מודלים אמיתיים לשקול את כל שלושת הממדים. כך, הריבועים או המקבילים הופכים להיות מקבילים. עכשיו, המונח "תא" הגיוני יותר.

הממדים של תאים אלה או paralleleipipeds תלוי כמה זמן הצדדים שלהם ואת הזוויות.

בתמונה התחתונה יש לנו את הפינה האחורית התחתונה של המקביל, המורכב מהצדדים א, .ב ו c, ואת זוויות α, β ו γ.

כפי שניתן לראות, א זה קצת יותר .ב ו c. במרכז יש מעגל מנוקד כדי לציין את זוויות α, β ו γ, בין ac, cb ו ba, בהתאמה. עבור כל תא יחידה הפרמטרים האלה יש ערכים קבועים, ולהגדיר את הסימטריה שלהם ואת שאר הגביש.

החלת שוב כמה דמיון, הפרמטרים של התמונה יגדיר תא דומה קובייה נמתחת על הקצה שלה א. לפיכך, תאים יחידה עם אורכים שונים וזוויות של הקצוות שלהם להתעורר, אשר יכול גם להיות מסווג למספר סוגים.

סוגים

שים לב להתחיל את התמונה העליונה את הקווים מנוקד בתוך תאים יחידה: הם מצביעים על זווית גב תחתון, כפי שהוסבר. ניתן לשאול את השאלה הבאה, היכן נקודות המפרקים או היחידות החוזרות על עצמן? למרות שהם נותנים את הרושם המוטעה כי התאים ריקים, התשובה טמונה הקודקוד שלהם.

תאים אלה נוצרים או שנבחרו באופן כזה יחידות חוזרות (נקודות אפורות של התמונה) ממוקמים הקודקודים שלהם. בהתאם לערכים של הפרמטרים שנקבעו בסעיף הקודם, קבועים עבור כל תא יחידה, שבעה מערכות גבישי נגזרים.

לכל מערכת גבישים יש תא יחידה משלה; השני מגדיר את הראשון. בתמונה העליונה יש שבעה קופסאות, המתאימות לשבע המערכות הגבישיות; או בצורה קצת יותר מסוכנת, רשתות גבישיות. כך, למשל, תא יחידה מעוקב מתאים לאחד המערכות הגבישיים המגדירים רשת גבישית מעוקבת.

על פי התמונה, המערכות או הרשתות הגבישיים הן:

-מעוקב

-טטראגונאל

-אורתורומבי

-משושה

-מונוקליניק

-טריקליניקים

-טריגונאל

ובתוך אלה מערכות גבישי להתעורר אחרים המרכיבים את ארבע עשרה רשתות Bravais; כי בין כל רשתות גבישי, הם הבסיסיים ביותר.

מעוקב

בקוביה כל הצדדים והזוויות שווים. לכן, בתא יחידה זו נכון הדבר:

א = .ב = c

α = β = γ = 90º

ישנם שלושה תאים מעוקבים יחידה: פשוטה או פרימיטיבית, מרוכז על הגוף (עותק מוסתר), וממוקד על הפנים (fcc). ההבדלים נעוצים באופן שבו נקודות (אטומים, יונים או מולקולות) מופצים במספרם.

אילו תאים אלה הוא קומפקטי ביותר? כי הכרך שלו הוא יותר תפוס על ידי נקודות: מעוקב במרכז על הפנים. שים לב שאם היינו מחליפים את הנקודות של החתולים והעזים בהתחלה, הם לא היו מצומצמים לתא אחד; הם היו שייכים ומשתפים ביניהם. שוב, זה יהיה חלקים של G או C.

מספר יחידות

אם החתולים או העזים היו בתוך הקודקודים, הם היו משותפים על ידי 8 תאים יחידתיים; כלומר, כל תא היה 1/8 G או C. לאסוף או לדמיין 8 קוביות, בשתי עמודות של שתי שורות כל, כדי לדמיין את זה.

אם החתולים או העזים היו על הפנים, הם היו משותפים רק על ידי 2 תאים יחידה. כדי לראות את זה, פשוט לשים שתי קוביות יחד.

מצד שני, אם החתול או העז היו במרכז הקוביה, הם היו שייכים רק לתא יחיד; אותו הדבר קורה עם תיבות של התמונה הראשית, כאשר הרעיון היה ניגש.

אמר אז לעיל, בתוך תא יחידה מעוקב פשוט יש לך א יחידה או נקודה רשתי, שכן יש 8 קודקודים (1/8 x 8 = 1). עבור התא מעוקב על הגוף יש לנו: 8 הקודקודים, אשר שווה אטום, נקודה או יחידה במרכז; לכן, שם שתיים יחידות.

ועל תא מעוקב במרכז על הפנים יש לנו: 8 קודקודים (1) ו 6 פרצופים, שבו מחצית של כל נקודה או יחידה משותפת (1/2 x 6 = 3); ולכן, יש לו ארבעה יחידות.

טטראגונאל

הערות דומות ניתן לעשות לגבי תא היחידה עבור מערכת tetragonal. הפרמטרים המבניים שלה הם:

א = .ב ≠ c

α = β = γ = 90º

אורתורומבי

הפרמטרים לתא אורתורומבי הם:

א ≠ .ב ≠ c

α = β = γ = 90º

מונוקליניק

הפרמטרים לתא המונוקליני הם:

א ≠ .ב ≠ c

α = γ = 90º; β º 90º

טריקליניקים

הפרמטרים לתא הטריקליני הם:

א ≠ .ב ≠ c

α ≠ β ≠ γ ≠ 90º

משושה

הפרמטרים לתא המשושה הם:

א = .ב ≠ c

α = β = 90º; º º 120 מעלות

למעשה התא הוא החלק השלישי של פריזמה משושה.

טריגונאל

ולבסוף, הפרמטרים לתא הטריגונלי הם:

א = .ב = c

α = β = γ º 90º

הפניות

1. ויטן, דייוויס, פק & סטנלי. (2008). כימיה (8th ed.). למידה C 474 477.
2. צמרמורת & אטקינס. (2008). כימיה אנאורגנית (מהדורה רביעית). מק גרב היל.
3. ויקיפדיה. (2019). תא פרימיטיבי. מקור: en.wikipedia.org
4. בריאן סטפני. (2019). תא יחידה: פרמטרים מסודרים ומבנים מעוקבים. מחקר. מקור:
5. מרכז משאבים אקדמיים. (s.f.). מבני קריסטל. [PDF] המכון הטכנולוגי של אילינוי. מקור: web.iit.edu
6. בלפורד רוברט. (7 בפברואר 2019). סורגים קריסטל ותאי יחידה. כימיה Libretexts. מקור: chem.libretexts.org