UNIT CELL: MGA KATANGIAN, MGA KONSTANT NG NETWORK AT URI - CHEMISTRY - 2025

Ang unit cell ay isang imaginary space o rehiyon na kumakatawan sa minimum na pagpapahayag ng isang buo; na sa kaso ng kimika, ang kabuuan ay magiging isang kristal na binubuo ng mga atomo, ions o molekula, na nakaayos ayon sa isang istrukturang pattern.

Ang mga halimbawa na naglalaman ng konseptong ito ay matatagpuan sa pang-araw-araw na buhay. Para sa mga ito, kinakailangan na bigyang pansin ang mga bagay o ibabaw na nagpapakita ng isang tiyak na paulit-ulit na pagkakasunud-sunod ng kanilang mga elemento. Ang ilang mga mosaic, bas-relief, coffered ceilings, sheet at wallpaper, ay maaaring sumali sa mga pangkalahatang term kung ano ang naiintindihan ng unit cell.

Papel ng mga cell cells ng mga pusa at kambing. Pinagmulan: Hanna Petruschat (WMDE).

Upang mailarawan ito nang mas malinaw, mayroon kaming imahe sa itaas na maaaring magamit bilang isang wallpaper. Sa loob nito ay lumilitaw ang mga pusa at kambing na may dalawang alternatibong pandama; ang mga pusa ay patayo o baligtad, at ang mga kambing ay nakahiga na nakaharap sa itaas o pababa.

Ang mga pusa at kambing na ito ay nagtatag ng isang paulit-ulit na pagkakasunud-sunod na istruktura. Upang maitaguyod ang buong papel, sapat na upang mabuo muli ang yunit ng cell sa buong ibabaw ng isang sapat na bilang ng beses, gamit ang mga galaw ng translational.

Ang mga posibleng mga cell unit ay kinakatawan ng mga bughaw, berde at pulang kahon. Ang alinman sa tatlong ito ay maaaring magamit upang makuha ang papel; ngunit, ito ay kinakailangan upang ilipat ang mga ito sa isip sa kahabaan ng ibabaw upang malaman kung kopyahin nila ang parehong pagkakasunud-sunod na sinusunod sa imahe.

Simula sa pulang kahon, mapapahalagahan na kung ang tatlong mga haligi (ng mga pusa at kambing) ay inilipat sa kaliwa, ang dalawang kambing ay hindi na lilitaw sa ilalim ngunit iisa lamang. Samakatuwid, hahantong ito sa isa pang pagkakasunud-sunod at hindi maaaring isaalang-alang bilang isang cell cell.

Sapagkat kung imahinasyon nila ang dalawang kahon, asul at berde, ang parehong pagkakasunod-sunod ng papel ay makuha. Ang parehong ay mga cell cells; gayunpaman, ang asul na kahon ay sumunod sa kahulugan ng higit pa, dahil mas maliit ito kaysa sa berdeng kahon.

Mga Katangian ng Cell Cell

Ang sariling kahulugan, bilang karagdagan sa halimbawa na ipinaliwanag lamang, nilinaw ang ilan sa mga pag-aari nito:

-Kung lumipat sila sa kalawakan, anuman ang direksyon, makuha ang solid o kumpletong kristal. Ito ay dahil, tulad ng nabanggit sa mga pusa at kambing, pinaparami nila ang pagkakasunud-sunod ng istruktura; na katumbas ng spatial na pamamahagi ng mga paulit-ulit na yunit.

-Sila dapat kasing maliit hangga't maaari (o sakupin ang kaunting dami) kumpara sa iba pang posibleng mga pagpipilian sa cell.

-Ang mga ito ay karaniwang simetriko. Gayundin, ang simetrya nito ay literal na makikita sa mga kristal ng compound; kung ang yunit ng cell ng isang asin ay kubiko, ang mga kristal nito ay magiging kubiko. Gayunpaman, mayroong mga istruktura ng kristal na inilarawan bilang mga cell ng unit na may nagulong mga geometry.

-Naglalaman ang mga ito ng mga paulit-ulit na yunit, na maaaring mapalitan ng mga puntos, na kung saan ay bumubuo ng kung ano ang kilala bilang isang sala-sala sa tatlong sukat. Sa nakaraang halimbawa ang mga pusa at kambing ay kumakatawan sa mga puntos ng sala-sala, na nakikita mula sa isang mas mataas na eroplano; iyon ay, dalawang sukat.

Bilang ng paulit-ulit na yunit

Ang mga paulit-ulit na yunit o lattice point ng mga cell cells ay nagpapanatili ng parehong proporsyon ng mga solidong partido.

Kung binibilang mo ang bilang ng mga pusa at kambing sa loob ng asul na kahon, magkakaroon ka ng dalawang pusa at kambing. Ang parehong nangyayari sa berdeng kahon, at kasama ang pulang kahon na rin (kahit na alam na na hindi ito isang cell cell).

Ipagpalagay na halimbawa na ang mga pusa at kambing ay mga at at G at C, ayon sa pagkakabanggit (isang kakaibang weld ng hayop). Dahil ang ratio ng G hanggang C ay 2: 2 o 1: 1 sa asul na kahon, ligtas na inaasahan na ang solid ay magkakaroon ng formula GC (o CG).

Kapag ang solid ay may higit pa o mas kaunting mga compact na istruktura, tulad ng nangyayari sa mga asing-gamot, metal, oxides, sulphides at alloys, sa mga cell cells walang buong paulit-ulit na yunit; iyon ay, may mga bahagi o bahagi nito, na nagdaragdag ng isa o dalawang yunit.

Hindi ito ang kaso para sa GC. Kung gayon, ang asul na kahon ay "hatiin" ang mga pusa at kambing sa dalawa (1 / 2G at 1 / 2C) o apat na bahagi (1 / 4G at 1 / 4C). Sa mga susunod na seksyon makikita na sa mga yunit ng mga cell ang mga reticular point ay maginhawang nahahati sa ito at iba pang mga paraan.

Anong network constants ang tumutukoy sa isang cell cell?

Ang mga unit cells sa halimbawa ng GC ay two-dimensional; gayunpaman, hindi ito nalalapat sa mga totoong modelo na isaalang-alang ang lahat ng tatlong sukat. Kaya, ang mga parisukat o paralelograms, ay binago sa paralelepipeds. Ngayon, ang salitang "cell" ay higit na nakakaintindi.

Ang mga sukat ng mga cell o parallelepipeds ay nakasalalay sa kung gaano katagal ang kani-kanilang mga panig at anggulo.

Sa ibabang imahe ay mayroon kaming ibabang sulok sa likuran ng paralelepiped, na binubuo ng mga panig a, b at c, at ang mga anggulo α, β at γ.

Mga parameter ng isang unit cell. Pinagmulan: Gabriel Bolívar.

Tulad ng makikita, ang isang bahagyang mas mahaba kaysa sa b at c. Sa gitna mayroong isang tuldok na may tuldok upang ipahiwatig ang mga anggulo α, β at γ, sa pagitan ng ac, cb at ba, ayon sa pagkakabanggit. Para sa bawat yunit ng cell ang mga parameter na ito ay may pare-pareho ang mga halaga, at tukuyin ang simetrya nito at ang natitirang bahagi ng kristal.

Inilapat muli ang ilang imahinasyon, ang mga parameter ng imahe ay tukuyin ang isang cube-like cell na nakaunat sa gilid nito a. Sa gayon, ang mga cell cells ay lumitaw na may iba't ibang mga haba at anggulo ng kanilang mga gilid, na maaari ring maiuri sa iba't ibang uri.

Mga Uri

Ang 14 na mga network ng Bravais at ang pitong pangunahing mga sistema ng kristal. Pinagmulan: Ang orihinal na uploader ay Angrense sa Portuguese Wikipedia.

Tandaan na magsimula sa itaas na imahe ang mga tuldok na linya sa loob ng mga cell cells: ipinapahiwatig nila ang mas mababang anggulo sa likuran, tulad ng ipinaliwanag lamang. Ang mga sumusunod na katanungan ay maaaring tanungin, nasaan ang mga puntos ng sala-sala o pag-uulit ng mga yunit? Bagaman nagbibigay sila ng maling impresyon na ang mga cell ay walang laman, ang sagot ay nakasalalay sa kanilang mga vertice.

Ang mga cell na ito ay nabuo o napili sa isang paraan na ang mga paulit-ulit na yunit (kulay-abo na mga puntos ng imahe) ay matatagpuan sa kanilang mga vertice. Nakasalalay sa mga halaga ng mga parameter na itinatag sa nakaraang seksyon, pare-pareho para sa bawat yunit ng yunit, pitong mga kristal na sistema ang nagmula.

Ang bawat sistema ng kristal ay may sariling unit cell; ang pangalawang tumutukoy sa una. Sa itaas na imahe mayroong pitong kahon, na naaayon sa pitong mga kristal na sistema; o sa mas detalyadong paraan, mga network ng kristal. Sa gayon, halimbawa, ang isang cell cubic unit ay tumutugma sa isa sa mga system ng kristal na tumutukoy sa isang kubiko na sala-sala na lattice.

Ayon sa imahe, ang mga kristal na system o network ay:

-Cubic

-Tetragonal

-Orthorhombic

-Mag-isa

-Monoclinic

-Triclinic

-Trigonal

At sa loob ng mga sistemang mala-kristal na ito ay lumabas ang iba na bumubuo sa labing-apat na mga network ng Bravais; na sa lahat ng mga kristal na network, sila ang pinaka pangunahing.

Cubic

Sa isang kubo ang lahat ng mga panig at anggulo nito ay pantay. Samakatuwid, sa yunit ng cell ang sumusunod ay totoo:

α = β = γ = 90º

Mayroong tatlong mga cubic unit cells: simple o primitive, nakasentro sa katawan (bcc), at nakasentro sa mukha (fcc). Ang mga pagkakaiba ay namamalagi sa kung paano ipinamamahagi ang mga puntos (atoms, ions o molekula) at sa bilang ng mga ito.

Alin sa mga cell na ito ang pinaka-compact? Ang isa na ang dami ay mas nasasakop ng mga puntos: ang kubiko na nakasentro sa mga mukha. Tandaan na kung pinalitan namin ang mga tuldok para sa mga pusa at kambing mula sa simula, hindi sila mai-confine sa isang solong cell; sila ay pag-aari at ibabahagi ng maraming. Muli, magiging bahagi ito ng G o C.

Bilang ng mga yunit

Kung ang mga pusa o kambing ay nasa mga vertice, ibabahagi sila ng 8 unit cells; iyon ay, ang bawat cell ay magkakaroon ng 1/8 ng G o C. Sumali o isipin ang 8 cubes, sa dalawang haligi ng dalawang hilera bawat isa, upang mailarawan ito.

Kung ang mga pusa o kambing ay nasa mga mukha, ibabahagi lamang sila ng 2 unit cells. Upang makita ito, maglagay lamang ng dalawang cube.

Sa kabilang banda, kung ang pusa o kambing ay nasa gitna ng kubo, sila ay kabilang lamang sa isang solong yunit ng selula; Ang parehong nangyayari sa mga kahon sa pangunahing imahe, kapag tinukoy ang konsepto.

Ang pagkakaroon ng sinabi sa itaas, sa loob ng isang simpleng cubic unit cell mayroong isang yunit o reticular point, dahil mayroon itong 8 vertices (1/8 x 8 = 1). Para sa cubic cell na nakasentro sa katawan ay may: 8 vertices, na katumbas ng isang atom, at isang punto o yunit sa gitna; samakatuwid, mayroong dalawang mga yunit.

At para sa cell na nakasentro sa mukha ay may: 8 patayo (1) at anim na mukha, kung saan ang kalahati ng bawat punto o yunit ay ibinahagi (1/2 x 6 = 3); samakatuwid, mayroon itong apat na yunit.

Tetragonal

Ang mga magkatulad na puna ay maaaring gawin patungkol sa unit cell para sa tetragonal system. Ang mga istruktura ng istruktura nito ay ang mga sumusunod:

α = β = γ = 90º

Orthorhombic

Ang mga parameter para sa orthorhombic cell ay:

α = β = γ = 90º

Monoclinic

Ang mga parameter para sa monoclinic cell ay:

α = γ = 90 °; β ≠ 90º

Triclinic

Ang mga parameter para sa triclinic cell ay:

α ≠ β ≠ γ ≠ 90º

Hexagonal

Ang mga parameter para sa hexagonal cell ay:

α = β = 90 °; γ ≠ 120º

Ang cell ay talagang bumubuo ng isang third ng isang hexagonal prisma.

Trigonal

At sa wakas, ang mga parameter para sa trigonal cell ay:

α = β = γ ≠ 90º

Mga Sanggunian

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemistry. (Ika-8 ed.). CENGAGE Learning P 474-477.
2. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
3. Wikipedia. (2019). Primitive cell. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
4. Bryan Stephanie. (2019). Yunit ng Cell: Mga Parameter ng Lattice at Mga Struktura ng Cubic. Pag-aaral. Nabawi mula sa: study.com
5. Sentro ng Pag-aaral ng Akademikong. (sf). Mga istrukturang kristal. . Illinois Institute of Technology. Nabawi mula sa: web.iit.edu
6. Belford Robert. (Pebrero 7, 2019). Mga Crystal lattice at mga cell cells. Librete Text ng Chemistry. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org