Strukturen af ​​krystaller

Strukturen af ​​krystaller

Allerede i det 18. århundrede. en hypotese blev fremsat, at den korrekte ydre form af krystallerne er resultatet af deres indre struktur. Oprindeligt var det meningen, at elementerne i krystalstrukturen, arrangeret i et regelmæssigt rumligt netværk, der er molekyler med geometriske former: tårn, elipsoidy, polyeder. Som et resultat af forskningen blev den overbevist, at de grundlæggende komponenter i krystaller ikke kun kan være kemiske molekyler, men også atomer og ioner. Idéen om den indre struktur af krystaller i form af gitter er også blevet bekræftet at være korrekt eksperimentelt, hvor atomer, ioner eller deres grupper gentages i en given retning med nøjagtigt lige intervaller.

Rumligt netværk og dets elementer.

Det enkleste element i gitteret er pointen, kaldes en netværksnode. Sættet af identiske punkter, der gentages med lige store intervaller d1 i en eller anden retning, skaber en gitterlinie. Ved at vælge en anden, ikke-parallel retning og afstanden d2 mellem identiske punkter, får vi et sæt punkter, der gentages korrekt i et todimensionelt rum, et gitterplan eller et plan gitter. Hvis vi skifter gitterplanet med d3-afstanden i det tredje, vi får den rigtige placering af punkter i rummet, det geografiske netværk. Der er et tæt forhold mellem gitteret og den ydre form af krystaller. Krystaller er begrænset af flade ansigter, som i det rumlige gitter svarer til sæt parallelle gitterplaner, hver kant af krystallen har et sæt parallelle gitterlinjer.

Den mindste volumetriske enhed af gitteret er den elementære parallelepiped, også kaldet en enhedscelle eller en celle. Det er begrænset af kanterne af længderne d1, d2, d3, svarende til den mindste afstand mellem atomer, ioner eller molekyler i knudepunkterne i netværket, der danner hjørnerne. I det mest generelle tilfælde er vinklerne mellem kanterne på en elementær parallelepiped forskellig (ikke lig med 90 °), såvel som afstanden mellem netværkspunkterne i de tre retninger er forskellig. Der er dog rektangulære netværk, og afstanden mellem netværkspunkterne kan være ens i to eller tre retninger.

Det rumlige gitter af et givet stof adskiller sig fra gitteret for andre stoffer ved længden af ​​kanterne på den elementære parallelepiped og i mange tilfælde også ved vinklerne imellem dem. Hvert stof har derfor sit eget rumlige gitter. For at beskrive dette netværk er det nødvendigt at kende formen på dets elementære parallelepiped, som korrekt gentages i 3 retninger.

For at definere en elementær parallelepiped tages en af ​​knudepunkterne i det rumlige gitter som oprindelsen til koordinatsystemet, og tre enkle netværksudgange fra det, bag akserne x koordinater, Y, med. Vinklen mellem y- og z-akserne er markeret med bogstavet a, mellem x- og z-akserne - α, og mellem x- og y-akserne - β. Den korteste afstand mellem netværkspunkterne i x-aksens retning kaldes a, i y-b retning, og i retning af z-aksen - c. Kompleks af vinkler α, b, γ og netværkshuller a, b, c kaldes gitterkonstanter, det vil sige konstanter af rumlige netværk. Afstand mellem netværkspunkter a, b, c måles i nanometer.