Struktur, Jenis dan Contoh Struktur Kristal



The struktur kristal Ia adalah salah satu daripada keadaan pepejal yang atom, ion atau molekul boleh mengamalkan sifatnya, yang dicirikan oleh susunan ruang yang tinggi. Dalam erti kata lain, ini adalah bukti "seni bina korpuskular" yang mentakrifkan banyak badan dengan penampilan yang cerah dan vitreous.

Apa yang menggalakkan atau apa daya yang bertanggungjawab untuk simetri ini? Zarah tidak bersendirian, tetapi berinteraksi antara satu sama lain. Interaksi ini menggunakan tenaga dan menjejaskan kestabilan pepejal, supaya zarah-zarah tersebut berusaha menampung diri mereka untuk meminimumkan kehilangan tenaga.

Kemudian, sifat intrinsik mereka membawa mereka untuk meletakkan diri mereka dalam susunan ruang yang paling stabil. Sebagai contohnya, ini boleh menjadi tempat penolakan antara ion dengan caj yang sama adalah minimum, atau di mana juga beberapa atom-seperti logam-yang menduduki kelantangan terbesar dalam pembungkusan mereka.

Perkataan "kristal" mempunyai makna kimia yang boleh diwakili oleh badan-badan lain. Secara kimia, ia merujuk kepada struktur yang dipesan (mikroskopik) yang, misalnya, boleh terdiri daripada molekul DNA (kristal DNA).

Walau bagaimanapun, ia disalahgunakan untuk merujuk kepada sebarang objek atau permukaan kaca, seperti cermin atau botol. Tidak seperti kristal yang sebenar, kaca terdiri daripada struktur silicates amorfus (berantakan) dan banyak aditif lain.

Indeks

  • 1 Struktur
    • 1.1 sel Kesatuan
  • 2 Jenis
    • 2.1 Menurut sistem kristalnya
    • 2.2 Mengikut sifat kimianya
  • 3 Contoh
    • 3.1 K2Cr2O7 (sistem triclinic)
    • 3.2 NaCl (sistem padu)
    • 3.3 ZnS (wurtzite, sistem heksagon)
    • 3.4 CuO (sistem monoklinik)
  • 4 Rujukan

Struktur

Di bahagian atas imej beberapa permata zamrud digambarkan. Sama seperti ini, banyak mineral, garam, logam, aloi dan berlian lain mempamerkan struktur kristal; Tetapi apakah hubungan antara pesanan dan simetri??

Sekiranya kristal, zarah-zarahnya boleh diperhatikan dengan mata kasar, digunakan operasi simetri (terbalik, berputar pada sudut yang berbeza, mencerminkannya dalam satah, dan lain-lain), maka ia akan didapati tetap dalam semua dimensi ruang.

Sebaliknya berlaku untuk pepejal amorf, dari mana urutan yang berbeza diperolehi dengan menundukkannya kepada operasi simetri. Di samping itu, ia tidak mempunyai corak pengulangan struktur, yang menunjukkan pengagihan rawak zarahnya.

Apakah unit terkecil yang membentuk corak struktur? Di bahagian atas imej, pepejal kristal adalah simetri di ruang angkasa, sementara yang amorf tidak.

Jika anda melukis beberapa dataran yang melampirkan sfera oren dan anda menggunakan operasi simetri, anda akan mendapati bahawa ia menghasilkan bahagian lain dari kristal.

Perkara sebelumnya diulang dengan dataran yang lebih kecil dan kecil, sehingga mencari yang tidak simetris; satu yang mendahului saiznya, dengan definisi, sel unit.

Sel yang bersifat perkauman

Sel kesatuan adalah ungkapan struktur minimum yang membolehkan pembiakan lengkap padu kristal. Daripada ini, mungkin untuk memasang kristal, menggerakkannya ke semua arah ruang.

Ia boleh dianggap sebagai laci kecil (batang, baldi, bekas, dan lain-lain) di mana zarah, yang diwakili oleh bola, diletakkan mengikut corak pengisian. Dimensi dan geometri kotak ini bergantung pada panjang paksi (a, b dan c), serta sudut antara mereka (α, β dan γ).

Yang paling mudah dari semua sel unit ialah struktur padu mudah (imej atas (1)). Di dalam ini pusat sfera menduduki sudut-sudut kiub, meletakkan empat di pangkalannya dan empat di atas bumbung.

Dalam susunan ini, sfera hampir tidak menduduki 52% daripada jumlah isipadu kubus, dan kerana sifat membenci vakum, tidak banyak sebatian atau elemen yang mengamalkan struktur ini.

Walau bagaimanapun, jika sfera disusun dalam kiub yang sama dengan cara seseorang menduduki pusat (padu berpusat pada badan, bcc), maka pembungkusan yang lebih padat dan cekap akan tersedia (2). Kini sfera menduduki 68% daripada jumlah keseluruhan.

Sebaliknya, dalam (3) tiada sfera menduduki pusat kiub, tetapi pusat muka mereka, dan semuanya menduduki sehingga 74% daripada jumlah keseluruhan (kubik berpusat pada muka, ccp).

Oleh itu, dapat dilihat bahawa perkiraan lain boleh diperolehi untuk kiub yang sama, berbeza dengan cara bola dibungkus (ion, molekul, atom, dan sebagainya).

Jenis

Struktur kristal boleh diklasifikasikan mengikut sistem kristal mereka atau sifat kimia zarah mereka.

Sebagai contoh, sistem padu adalah yang paling biasa dari semua dan banyak pepejal kristal ditadbir daripadanya; Walau bagaimanapun, sistem yang sama ini terpakai kepada kedua-dua kristal ionik dan kristal logam.

Menurut sistem kristalnya

Dalam imej terdahulu, tujuh sistem kristal utama diwakili. Ia dapat dilihat bahawa sebenarnya ada empat belas produk ini, yang merupakan produk dari bentuk pembungkusan lain untuk sistem yang sama dan membentuk rangkaian Bravais..

Dari (1) hingga (3) adalah kristal dengan sistem kristal padu. Dalam (2) ia diperhatikan (oleh jalur biru) bahawa bidang tengah dan sudut-sudutnya berinteraksi dengan lapan jiran, supaya sfera mempunyai bilangan koordinasi 8. Dan dalam (3) nombor koordinasi adalah 12 (untuk melihatnya anda perlu menduplikasi kiub dalam sebarang arah).

Unsur-unsur (4) dan (5) sesuai dengan sistem tetragonal sederhana dan berpusat pada muka. Tidak seperti kubik, paksi cnya lebih panjang daripada paksi a dan b.

Dari (6) hingga (9) adalah sistem ortorombik: dari yang mudah dan berpusat pada pangkalan (7), kepada mereka yang berpusat pada badan dan pada muka. Dalam α, β dan γ adalah 90 º, tetapi semua sisi mempunyai panjang yang berlainan.

Angka (10) dan (11) adalah kristal monoklinik dan (12) adalah triklinik, menyampaikan ketidaksamaan terakhir dalam semua sudut dan paksi.

Unsur (13) adalah sistem rhombohedral, sama dengan kubik tetapi dengan sudut γ berbeza dari 90º. Akhirnya ada kristal heksagonal

Anjakan unsur-unsur (14) berasal dari prisma heksagon yang dikesan oleh garisan hijau.

Mengikut sifat kimianya

- Sekiranya kristal terbentuk oleh ion, maka ia adalah kristal ionik yang terdapat dalam garam (NaCl, CaSO4, CuCl2, KBr, dll.)

- Molekul seperti bentuk glukosa (bila boleh) kristal molekul; dalam kes ini, kristal gula yang terkenal.

- Atom yang bonnya pada asasnya adalah kovalen bentuk kovalen kristal. Begitulah kes berlian atau silikon karbida.

- Juga, logam seperti emas membentuk struktur kubik padat, yang merupakan kristal logam.

Contohnya

K2Cr2O7 (sistem triklinik)

NaCl (sistem padu)

ZnS (wurtzite, sistem heksagon)

CuO (sistem monoklinik)

Rujukan

  1. Quimitube (2015). Kenapa "kristal" bukan kristal. Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: quimitube.com
  2. Buku akhbar 10.6 Struktur Kekisi dalam Pepejal Kristal. Diperoleh pada 26 Mei 2018, dari: opentextbc.ca
  3. Struktur Kristal Pusat Sumber Akademik. [PDF] Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: web.iit.edu
  4. Ming. (30 Jun 2015). Jenis-jenis Struktur Kristal. Diambil pada 26 Mei 2018, dari: crystalvisions-film.com
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31 Januari 2018). Jenis-jenis Kristal. Diambil pada 26 Mei 2018, dari: thoughtco.com
  6. KHI. (2007). Struktur Kristal. Diperoleh pada 26 Mei 2018, dari: folk.ntnu.no
  7. Paweł Maliszczak. (25 April 2016). Kristal zamrud kasar dari Lembah Panjshir Afghanistan. [Rajah] Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: commons.wikimedia.org
  8. Napy1kenobi. (26 April 2008). Kisi Bravais. [Rajah] Diambil pada 26 Mei 2018, dari: commons.wikimedia.org
  9. Pengguna: Sbyrnes321. (21 November 2011). Kristal atau amorfus. [Rajah] Diambil pada 26 Mei 2018, dari: commons.wikimedia.org