ISTRAKTURA NG CRYSTAL: ISTRAKTURA, URI AT HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2025

Ang istraktura ng mala-kristal ay isa sa mga solidong estado na ang mga atomo, ions o molekula ay maaaring magpatibay sa kalikasan, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang mataas na pag-order ng spatial. Sa madaling salita, ito ay katibayan ng "corpuscular architecture" na tumutukoy sa maraming mga katawan na may makintab at makintab na hitsura.

Ano ang nagtataguyod o kung anong puwersa ang responsable para sa simetrya na ito? Ang mga particle ay hindi nag-iisa, ngunit nakikipag-ugnay sa bawat isa. Ang mga pakikipag-ugnay na ito ay kumokonsumo ng enerhiya at nakakaapekto sa katatagan ng mga solido, upang ang mga particle ay naghahanap upang mapaunlakan ang kanilang mga sarili upang mabawasan ang pagkawala ng enerhiya na ito.

Kaya ang kanilang intrinsic natures ay humantong sa kanila upang ilagay ang kanilang mga sarili sa pinaka-matatag na pag-aayos ng spatial. Halimbawa, maaari itong isa kung saan ang mga pagtanggi sa pagitan ng mga ions na may pantay na singil ay minimal, o kung saan ang ilang mga atomo -such bilang mga metal ay nasakop din ang pinakamalaking posibleng dami sa kanilang packaging.

Ang salitang "kristal" ay may isang kemikal na kahulugan na maaaring mali para sa iba pang mga katawan. Chemical, tumutukoy ito sa isang inorder na istraktura (microscopically) na, halimbawa, ay maaaring binubuo ng mga molekula ng DNA (isang kristal na DNA).

Gayunpaman, ito ay tanyag na maling ginagamit upang sumangguni sa anumang glassy object o ibabaw, tulad ng mga salamin o bote. Hindi tulad ng mga tunay na kristal, ang salamin ay binubuo ng isang amorphous (nagkagulo) istraktura ng mga silicates at maraming iba pang mga additives.

Istraktura

Sa imahe sa itaas, ang ilang mga hiyas ng esmeralda ay inilalarawan. Katulad nito, maraming iba pang mga mineral, asing-gamot, metal, haluang metal, at diamante ay nagpapakita ng istraktura ng mala-kristal; ngunit, ano ang kaugnayan ng pag-order nito sa simetrya?

Kung ang isang kristal, na ang mga partikulo ay maaaring sundin gamit ang hubad na mata, ay inilapat ang mga operasyon ng simetrya (baligtarin ito, paikutin ito sa iba't ibang mga anggulo, ipakita ito sa isang eroplano, atbp.), Pagkatapos ay matagpuan na ito ay nananatiling buo sa lahat ng mga sukat ng puwang.

Ang kabaligtaran ay nangyayari para sa isang amorphous solid, mula sa kung saan ang iba't ibang mga order ay nakuha sa pamamagitan ng pagsasailalim sa isang symmetry operation. Bukod dito, kulang ito ng mga pattern ng pag-uulit ng istruktura, na nagpapakita ng pagkalugi sa pamamahagi ng mga partikulo nito.

Ano ang pinakamaliit na yunit na bumubuo sa istrukturang pattern? Sa itaas na imahe, ang crystalline solid ay simetriko sa espasyo, habang ang isa ay hindi.

Kung ang mga parisukat ay iginuhit upang mapaloob ang mga orange spheres at symmetry operations ay inilalapat sa kanila, makikita na sila ay nakabuo ng iba pang mga bahagi ng kristal.

Ang itaas ay paulit-ulit na may mas maliit at mas maliit na mga parisukat, hanggang sa paghahanap ng isa na walang simetrya; ang nauna sa laki nito ay, sa pamamagitan ng kahulugan, ang unit cell.

Unit cell

Ang yunit ng cell ay ang pinakamababang expression expression na nagbibigay-daan sa kumpletong pagpaparami ng crystalline solid. Mula dito posible na tipunin ang baso, ilipat ito sa lahat ng mga direksyon sa kalawakan.

Maaari itong isaalang-alang bilang isang maliit na drawer (trunk, bucket, container, atbp.) Kung saan ang mga partikulo, na kinakatawan ng mga spheres, ay inilalagay kasunod ng isang pattern ng pagpuno. Ang mga sukat at geometry ng kahon na ito ay nakasalalay sa mga haba ng mga axes nito (a, b at c), pati na rin ang mga anggulo sa pagitan nila (α, β at γ).

Ang pinakasimpleng lahat ng mga yunit ng yunit ay ang simpleng istraktura ng kubiko (itaas na imahe (1)). Sa ito, ang sentro ng mga spheres ay sumasakop sa mga sulok ng kubo, apat sa base nito at apat sa kisame.

Sa pag-aayos na ito, ang mga spheres ay sinakop lamang ang 52% ng kabuuang dami ng kubo, at dahil ang kalikasan ay nakakakuha ng isang vacuum, hindi maraming mga compound o elemento ang nagpatibay sa istrukturang ito.

Gayunpaman, kung ang mga spheres ay nakaayos sa parehong kubo upang ang isa ay sumakop sa sentro (kubiko na nakasentro sa katawan, bcc), pagkatapos ay magkakaroon ng isang mas compact at mahusay na packing (2). Ngayon sinakop ng spheres ang 68% ng kabuuang dami.

Sa kabilang banda, sa (3) walang globo ang sumakop sa sentro ng kubo, ngunit ang sentro ng mga mukha nito, at lahat ay sumasakop hanggang sa 74% ng kabuuang dami (mukha-nakasentro kubiko, cc).

Kaya, maaari itong pahalagahan na para sa parehong kubo ay maaaring makuha ang iba pang mga pag-aayos, na nag-iiba-iba ng paraan kung saan ang mga spheres ay nakaimpake (ions, molecules, atoms, atbp.).

Mga Uri

Ang mga istrukturang kristal ay maaaring maiuri ayon sa kanilang mga kristal na sistema o ang kemikal na katangian ng kanilang mga partikulo.

Halimbawa, ang sistema ng kubiko ay ang pinaka-karaniwan sa lahat, at maraming mga kristal na solid ang pinamamahalaan nito; gayunpaman, ang parehong sistemang ito ay nalalapat sa parehong ionic at metal crystals.

Ayon sa crystalline system nito

Sa nakaraang imahe ang pitong pangunahing sistema ng kristal ay kinakatawan. Mapapansin na mayroon talagang labing-apat sa mga ito, na kung saan ay produkto ng iba pang mga form ng packaging para sa parehong mga system at bumubuo sa mga network ng Bravais.

Mula sa (1) hanggang (3) ay mga kristal na may mga kubiko na kristal na sistema. Sa (2) napansin (sa pamamagitan ng mga asul na guhitan) na ang globo sa gitna at ng mga sulok ay nakikipag-ugnay sa walong kapitbahay, kaya ang mga spheres ay may bilang ng koordinasyon ng 8. At sa (3) ang bilang ng koordinasyon 12 (upang makita ito kailangan mong madoble ang kubo sa anumang direksyon).

Ang mga elemento (4) at (5) ay tumutugma sa simple at nakasentro sa sistema ng tetragonal. Hindi tulad ng kubiko, ang c-axis nito ay mas mahaba kaysa sa a at b axes.

Mula sa (6) hanggang (9) ang mga sistema ng orthorhombic: mula sa simple at nakasentro sa mga base (7), hanggang sa mga nakasentro sa katawan at sa mga mukha. Sa mga α na ito, ang β at γ ay 90º, ngunit ang lahat ng mga panig ay may iba't ibang haba.

Ang mga figure (10) at (11) ay ang monoclinic crystals at (12) ang triclinic one, ang huling naghahatid ng mga hindi pagkakapantay-pantay sa lahat ng mga anggulo at ehe nito.

Elemento (13) ay ang sistema ng rhombohedral, magkakatulad sa kubiko ngunit may isang anggulo γ naiiba sa 90º. Sa wakas mayroong mga hexagonal crystals

Ang mga pag-iwas sa mga elemento (14) ay nagmula sa hexagonal prisma na sinundan ng berdeng mga tuldok na linya.

Ayon sa kalikasan ng kemikal nito

- Kung ang mga kristal ay binubuo ng mga ion, kung gayon ang mga ito ay mga ionic crystals na naroroon sa mga asing-gamot (NaCl, CaSO ₄ , CuCl ₂ , KBr, atbp.)

- Ang mga molekula tulad ng form ng glucose (hangga't maaari) mga molekular na kristal; sa kasong ito, ang sikat na kristal na asukal.

- Mga atom na ang mga bono ay mahalagang covalent form na covalent crystals. Ganito ang mga kaso ng diamante o silikon na karbida.

- Gayundin, ang mga metal tulad ng gintong form na compact cubic na mga istraktura, na bumubuo ng mga metal na kristal.

Mga halimbawa

K

NaCl (cubic system)

ZnS (wurtzite, hexagonal system)

CuO (monoclinic system)

Mga Sanggunian

1. Quimitube. (2015). Bakit ang "mga kristal" ay hindi mga kristal. Nakuha noong Mayo 24, 2018, mula sa: quimitube.com
2. Mga aklat-aralin. 10.6 Mga istruktura ng Lattice sa Crystalline Solids. Nakuha noong Mayo 26, 2018, mula sa: opentextbc.ca
3. Crystal Structures Academic Resource Center. . Nakuha noong Mayo 24, 2018, mula sa: web.iit.edu
4. Ming. (2015, Hunyo 30). Mga Uri ng Mga istruktura ng Crystal. Nakuha noong Mayo 26, 2018, mula sa: crystalvisions-film.com
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Enero 31, 2018). Mga uri ng mga Crystals. Nakuha noong Mayo 26, 2018, mula sa: thoughtco.com
6. KHI. (2007). Mga istruktura ng mala-kristal. Nakuha noong Mayo 26, 2018, mula sa: folk.ntnu.no
7. Paweł Maliszczak. (Abril 25, 2016). Magaspang na mga kristal ng esmeralda mula sa Panjshir Valley Afghanistan. . Nakuha noong Mayo 24, 2018, mula sa: commons.wikimedia.org
8. Napy1kenobi. (Abril 26, 2008). Mga lattice ng Bravais. . Nakuha noong Mayo 26, 2018, mula sa: commons.wikimedia.org
9. Gumagamit: Sbyrnes321. (Nobyembre 21, 2011). Crystalline o amorphous. . Nakuha noong Mayo 26, 2018, mula sa: commons.wikimedia.org