Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

13.14: Одиничні клітини

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19230

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Рентгенівська дифракція може бути використана для точного вимірювання розміру малих атомів
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) (Кредит: Користувач:Thomasgl/De.Wikipedia; Джерело: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tyrosin.png(opens у новому вікні); Ліцензія: Громадське надбання)

    Як ми можемо виміряти розмір атомів?

    У нас є багато таблиць даних, доступних нам в хімії. Якщо ми хотіли дізнатися розмір атома літію, ми можемо легко знайти його і виявити, що цей атом становить 134 пікометри в поперечнику. Якщо ми видалимо зовнішній електрон, іон літію тепер має розмір лише 90 пікомметрів. Звідки ми це знаємо? У нас немає достатньо маленької лінійки, щоб виміряти ці крихітні відстані. Але ми можемо використовувати метод, який називається рентгенівською дифракцією, щоб просвітити пучки рентгенівських променів через кристал сполуки літію. Вимірюючи, наскільки промені зігнуті після того, як вони потрапляють через кристал, ми можемо обчислити розмір молекули. Ця методика працює як для невеликих матеріалів, таких як сполуки літію, так і однаково добре для дуже великих білкових молекул.

    Одиничні клітини

    Одинична комірка - це найменша частина кристалічної решітки, яка показує тривимірний малюнок всього кристала. Кристал можна розглядати як одну і ту саму клітинку, що повторюється знову і знову в трьох вимірах. На малюнку нижче показано зв'язок одиничної комірки до всієї кристалічної решітки.

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Одинична комірка - це найменша повторювана частина кристалічної решітки. (Кредит: Крістофер Auyeung; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

    Одиничні клітини зустрічаються в багатьох різних різновидах. Як один із прикладів, кубічна кристалічна система складається з трьох різних типів одиничних комірок: (1) проста кубічна, (2) кубічна кубічна, (3) кубічна кубічна з центром тіла. Вони показані трьома різними способами на малюнку нижче.

    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Три одиничні осередки кубічної кристалічної системи. Кожна сфера являє собою атом або іон. У простій кубічній системі атоми або іони знаходяться лише в кутах одиничної клітини. У осередку, орієнтованої на обличчя, також є атоми або іони в центрі кожної з шести граней одиничної клітини. У осередку, орієнтованої на тіло, є один атом або іон в центрі одиничної клітини, крім кутових атомів або іонів. (Кредит: Крістофер Auyeung; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

    Особливу увагу зверніть на останню діаграму для кожного типу осередків. Ви помітите, що атоми або іони на краях кожної грані або на кутах не є повноцінними сферами. У простій кубічній комірці кожен кутовий атом ділиться 8 різними одиничними клітинами. Така ж ситуація існує і для крайових або кутових частинок у кубічних формах, орієнтованих на обличчя та тіла. Крім того, кожна частинка в центрі гранецентрированной кубічної клітинки ділиться 2 одиничними клітинами. Клітини, орієнтовані на тіло, мають додатковий атом в середині клітини, який повністю міститься в цій клітині.

    Зауважимо, що ми розглянули лише одиничні осередки кубічного кристала. Інші кристалічні форми також мають одиничні осередки. Цими одиничними осередками є:

    • Ромбоедрична, гексагональна, триклінічна - по одній унікальній формі кожна.
    • Тетрагональні - прості і тілоцентричні.
    • Моноклінічні - прості і основоцентрирующіе.
    • Орторомбічний - простий, орієнтований на обличчя, по центру тіла та основоцентрирован.

    Резюме

    • Одинична комірка - це найменша частина кристалічної решітки, яка показує тривимірний малюнок всього кристала.
    • У кубічній кристалічній системі існує три різних типи одиничних комірок.

    Рецензія

    1. Що таке одинична клітина?
    2. Перерахуйте три клітинки кубічних одиниць.
    3. Чи існує кожна одинична клітина як сутність сама по собі?