celulă unitară Este un spațiu sau regiune imaginară care reprezintă expresia minimă a unui întreg; că, în cazul chimiei, întregul ar fi un cristal compus din atomi, ioni sau molecule, care sunt dispuse după un model structural.
Exemple pot fi găsite în viața de zi cu zi care întruchipează acest concept. Pentru aceasta, este necesar să se acorde atenție obiectelor sau suprafețelor care prezintă o anumită ordine repetitivă a elementelor lor. Unele mozaicuri, basoreliefuri, tavane casetate, foi și tapete, pot cuprinde în termeni generali ceea ce se înțelege prin celula unitară.
Pentru a ilustra mai clar, există imaginea de mai sus care ar putea fi folosită ca tapet. În el apar pisici și capre cu două simțuri alternative; pisicile sunt în poziție verticală sau cu capul în jos, iar caprele sunt culcate cu fața în sus sau în jos.
Aceste pisici și capre stabilesc o secvență structurală repetitivă. Pentru a construi întreaga hârtie, ar fi suficient să reproduceți celula unității pe suprafață de un număr suficient de ori, folosind mișcări de translație..
Posibilele celule unitare sunt reprezentate de casetele albastre, verzi și roșii. Oricare dintre aceste trei ar putea fi utilizate pentru a obține rolul; dar, este necesar să le mișcați imaginativ de-a lungul suprafeței pentru a afla dacă reproduc aceeași secvență observată în imagine.
Începând cu caseta roșie, s-ar aprecia că dacă trei coloane (de pisici și capre) ar fi mutate în stânga, două capre nu ar mai apărea în partea de jos ci doar una. Prin urmare, ar duce la o altă secvență și nu poate fi considerată o unitate celulară.
În timp ce dacă ar muta imaginativ cele două cutii, albastru și verde, s-ar obține aceeași secvență a hârtiei. Ambele sunt celule unitare; cu toate acestea, caseta albastră respectă mai mult definiția, deoarece este mai mică decât caseta verde.
Indice articol
Definiția proprie, pe lângă exemplul tocmai explicat, clarifică mai multe dintre proprietățile sale:
-Dacă vă deplasați în spațiu, indiferent de direcție, veți obține solidul complet sau cristalul. Acest lucru se datorează faptului că, așa cum sa menționat la pisici și capre, acestea reproduc secvența structurală; care este egal cu distribuția spațială a unităților care se repetă.
-Acestea trebuie să fie cât mai mici (sau să ocupe un volum mic) în comparație cu alte opțiuni de celule posibile.
-Ele sunt de obicei simetrice. De asemenea, simetria sa se reflectă literalmente în cristalele compusului; dacă celula unitară a unei sări este cubică, cristalele sale vor fi cubice. Cu toate acestea, există structuri cristaline care sunt descrise cu celule unitare cu geometrii distorsionate..
-Acestea conțin unități repetitive, care pot fi înlocuite cu puncte, care la rândul lor alcătuiesc ceea ce este cunoscut sub numele de rețea în trei dimensiuni. În exemplul anterior pisicile și caprele reprezintă punctele de rețea, văzute dintr-un plan superior; adică două dimensiuni.
Unitățile repetitive sau punctele de rețea ale celulelor unității mențin aceeași proporție a particulelor solide.
Dacă numărați numărul de pisici și capre în caseta albastră, veți avea două pisici și capre. La fel se întâmplă și cu caseta verde și cu caseta roșie (chiar dacă se știe deja că nu este o celulă unitară).
Să presupunem, de exemplu, că pisicile și caprele sunt atomi G și, respectiv, C (o sudură ciudată a animalelor). Deoarece raportul dintre G și C este 2: 2 sau 1: 1 în caseta albastră, se poate aștepta în siguranță că solidul va avea formula GC (sau CG).
Când solidul prezintă structuri mai mult sau mai puțin compacte, așa cum se întâmplă cu sărurile, metalele, oxizii, sulfurile și aliajele, în celulele unitare nu există unități repetitive întregi; adică există porțiuni sau părți ale acestora, care adună la una sau două unități.
Nu este cazul pentru GC. Dacă da, caseta albastră ar „împărți” pisicile și caprele în două (1 / 2G și 1 / 2C) sau patru (1 / 4G și 1 / 4C). În secțiunile următoare se va vedea că în aceste celule unitare punctele reticulare sunt împărțite în mod convenabil în acest mod și în alte moduri..
Celulele unitare din exemplul GC sunt bidimensionale; cu toate acestea, acest lucru nu se aplică modelelor reale care iau în considerare toate cele trei dimensiuni. Astfel, pătratele sau paralelogramele, sunt transformate în paralelipipede. Acum, termenul „celulă” are mai mult sens.
Dimensiunile acestor celule sau paralelipipede depind de cât de lungi sunt laturile și unghiurile respective..
În imaginea inferioară aveți colțul din spate inferior al paralelipipedului, compus din laturi la, b Da c, iar unghiurile α, β și γ.
După cum puteți vedea, la este puțin mai lung decât b Da c. În centru există un cerc punctat pentru a indica unghiurile α, β și γ, dintre ac, cb Da ba, respectiv. Pentru fiecare celulă unitară, acești parametri au valori constante și definesc simetria acesteia și a restului cristalului..
Aplicând din nou imaginație, parametrii imaginii ar defini o celulă asemănătoare unui cub întinsă pe marginea sa. la. Astfel, celulele unitare apar cu diferite lungimi și unghiuri ale marginilor lor, care pot fi, de asemenea, clasificate în diferite tipuri.
Notă pentru a începe cu imaginea superioară liniile punctate din celulele unității: acestea indică unghiul posterior inferior, așa cum tocmai am explicat. Se poate pune următoarea întrebare, unde sunt punctele de rețea sau unitățile care se repetă? Deși dau impresia greșită că celulele sunt goale, răspunsul se află la vârfurile lor.
Aceste celule sunt generate sau alese în așa fel încât unitățile care se repetă (punctele cenușii ale imaginii) să fie situate la vârfurile lor. În funcție de valorile parametrilor stabiliți în secțiunea anterioară, constantă pentru fiecare unitate de celule, sunt derivate șapte sisteme de cristale.
Fiecare sistem cristal are propria sa celulă unitară; al doilea îl definește pe primul. În imaginea superioară sunt șapte pătrate, corespunzătoare celor șapte sisteme de cristale; sau într-un mod puțin mai rezumat, rețelele cristaline. Astfel, de exemplu, o celulă cubică corespunde unuia dintre sistemele de cristal care definește o rețea de cristal cubic.
Conform imaginii, sistemele sau rețelele cristaline sunt:
-Cub
-Tetragonal
-Orthorhombic
-Hexagonal
-Monoclinic
-Triclinic
-Trigonal
Și în cadrul acestor sisteme cristaline apar altele care compun cele paisprezece rețele Bravais; că dintre toate rețelele cristaline, acestea sunt cele mai de bază.
Într-un cub toate laturile și unghiurile sale sunt egale. Prin urmare, în această celulă unitară este adevărat următoarele:
la = b = c
α = β = γ = 90º
Există trei celule unitare cubice: simple sau primitive, centrate pe corp (bcc) și centrate pe față (fcc). Diferențele constau în modul în care sunt distribuite punctele (atomi, ioni sau molecule) și în numărul acestora.
Care dintre aceste celule este cea mai compactă? Cel al cărui volum este mai ocupat de puncte: cel cubic centrat pe fețe. Rețineți că, dacă am substitui punctele cu pisicile și caprele de la început, acestea nu ar fi limitate la o singură celulă; ar aparține și ar fi împărtășite de mai mulți. Din nou, ar fi porțiuni din G sau C..
Dacă pisicile sau caprele ar fi la vârfuri, acestea ar fi împărțite de 8 celule unitare; adică fiecare celulă ar avea 1/8 din G sau C. Alăturați-vă sau imaginați-vă 8 cuburi, în două coloane de câte două rânduri fiecare, pentru a o vizualiza.
Dacă pisicile sau caprele ar fi pe fețe, acestea ar fi împărțite doar de 2 celule unitare. Pentru a-l vedea, puneți două cuburi împreună.
Pe de altă parte, dacă pisica sau capra ar fi în centrul cubului, acestea ar aparține doar unei singure celule; La fel se întâmplă și cu casetele din imaginea principală, atunci când conceptul a fost abordat.
Spuse apoi cele de mai sus, în cadrul unei celule simple de unitate cubică pe care o avem A unitate sau punct de rețea, deoarece are 8 vârfuri (1/8 x 8 = 1). Pentru celula cubică centrată în corp există: 8 vârfuri, care este egal cu un atom și un punct sau unitate în centru; de aceea există Două unități.
Și pentru celula cubică centrată pe față există: 8 vârfuri (1) și șase fețe, unde jumătate din fiecare punct sau unitate este împărțită (1/2 x 6 = 3); prin urmare, posedă patru unități.
Comentarii similare pot fi făcute cu privire la celula unitară pentru sistemul tetragonal. Parametrii săi structurali sunt următorii:
la = b ≠ c
α = β = γ = 90º
Parametrii pentru celula ortorombică sunt:
la ≠ b ≠ c
α = β = γ = 90º
Parametrii pentru celula monoclinică sunt:
la ≠ b ≠ c
α = γ = 90 °; β ≠ 90º
Parametrii pentru celula triclinică sunt:
la ≠ b ≠ c
α ≠ β ≠ γ ≠ 90º
Parametrii pentru celula hexagonală sunt:
la = b ≠ c
α = β = 90 °; γ ≠ 120º
De fapt, celula constituie o treime dintr-o prismă hexagonală.
Și, în cele din urmă, parametrii pentru celula trigonală sunt:
la = b = c
α = β = γ ≠ 90º
Nimeni nu a comentat acest articol încă.