Die Struktur von Kristallen

Die Struktur von Kristallen

Bereits im 18. Jahrhundert. eine Hypothese wurde aufgestellt, dass die korrekte äußere Form der Kristalle das Ergebnis ihrer inneren Struktur ist. Anfangs sollte es sein, dass Elemente der Kristallstruktur, in einem regelmäßigen räumlichen Netzwerk angeordnet, Es gibt Moleküle mit geometrischen Formen: Turm, Elipsoidie, Polyeder. Als Ergebnis der Forschung war es überzeugt, dass die Elementarkomponenten von Kristallen nicht nur chemische Moleküle sein können, aber auch Atome und Ionen. Die Idee der inneren Struktur von Kristallen in Form von Gittern wurde auch experimentell als richtig bestätigt, in denen die Atome, Ionen oder ihre Gruppen werden in genau gleichen Intervallen in einer bestimmten Richtung wiederholt.

Raumnetz und seine Elemente.

Das einfachste Element des Gitters ist der Punkt, ein Netzwerkknoten genannt. Die Menge identischer Punkte, die sich in gleichen Intervallen d1 entlang einer Richtung wiederholen, erzeugt eine Gitterlinie. Durch die Wahl eines anderen, In nicht paralleler Richtung und im Abstand d2 zwischen identischen Punkten erhalten wir eine Reihe von Punkten, die sich in einem zweidimensionalen Raum korrekt wiederholen, das heißt, eine Gitterebene oder ein planares Gitter. Verschieben wir die Gitterebene um den d3-Abstand im dritten, Wir erhalten die richtige Anordnung der Punkte im Raum, das heißt, das räumliche Netzwerk. Es gibt eine enge Beziehung zwischen dem Gitter und der äußeren Form von Kristallen. Kristalle werden von flachen Gesichtern begrenzt, die im räumlichen Gitter Mengen paralleler Gitterebenen entsprechen, Jede Kante des Kristalls hat einen Satz paralleler Gitterlinien.

Die kleinste Volumeneinheit des Gitters ist das elementare Parallelepiped, auch als Einheitszelle oder Zelle bezeichnet. Sie ist durch die Kanten der Längen d1 begrenzt, d2, d3, entsprechend dem kleinsten Abstand zwischen Atomen, Ionen oder Moleküle in den Knoten des Netzwerks, die seine Ecken bilden. Im allgemeinsten Fall sind die Winkel zwischen den Kanten eines elementaren Parallelepipeds unterschiedlich (ungleich 90 °), sowie der Abstand der Netzwerkpunkte in den drei Richtungen sind unterschiedlich. Es gibt jedoch rechteckige Netzwerke, und der Abstand der Netzwerkpunkte kann in zwei oder drei Richtungen gleich sein.

Das räumliche Gitter einer bestimmten Substanz unterscheidet sich vom Gitter anderer Substanzen durch die Länge der Kanten des Elementar-Parallelepipeds und in vielen Fällen auch durch die Winkel zwischen ihnen. Jede Substanz hat daher ein eigenes räumliches Gitter. Um dieses Netzwerk zu beschreiben, ist es notwendig, die Form seines elementaren Parallelepipeds zu kennen, was sich richtig wiederholt 3 Richtungen.

Um ein elementares Parallelepiped zu definieren, wird einer der Knoten des räumlichen Gitters als Ursprung des Koordinatensystems verwendet, und drei einfache Netzwerkausgänge davon, hinter den Achsen x Koordinaten, Y., mit. Der Winkel zwischen der y- und der z-Achse ist mit dem Buchstaben a gekennzeichnet, zwischen der x- und der z-Achse - α, und zwischen der x- und der y-Achse - β. Der kürzeste Abstand zwischen den Netzwerkpunkten in Richtung der x-Achse wird als a bezeichnet, in der y-b Richtung, und in Richtung der z-Achse - c. Winkelkomplex α, b, γ und Netzwerklücken a, b, c heißen Gitterkonstanten, das heißt, Konstanten räumlicher Netzwerke. Abstand zwischen Netzwerkpunkten a, b, c wird in Nanometern gemessen.