Štruktúra kryštálov

Štruktúra kryštálov

Už v 18. storočí. bola predložená hypotéza, že správna vonkajšia forma kryštálov je výsledkom ich vnútornej štruktúry. Spočiatku sa to malo predpokladať, že prvky kryštálovej štruktúry, usporiadané v pravidelnej priestorovej sieti, existujú molekuly s geometrickými tvarmi: veža, elipsoidia, mnohostena. Výsledkom výskumu bolo presvedčenie, že elementárne zložky kryštálov nemusia byť iba chemické molekuly, ale aj atómy a ióny. Experimentálne sa potvrdila správnosť obrazu vnútornej štruktúry kryštálov vo forme mriežok, v ktorej sú atómy, ióny alebo ich skupiny sa opakujú v danom smere v presne rovnakých intervaloch.

Priestorová sieť a jej prvky.

Najjednoduchším prvkom mriežky je bod, nazýva sieťový uzol. Množina rovnakých bodov opakujúcich sa v rovnakých intervaloch d1 v určitom smere vytvára mriežkovú čiaru. Výberom iného, neparalelný smer a vzdialenosť d2 medzi identickými bodmi, získame množinu bodov opakujúcich sa správne v dvojrozmernom priestore, to znamená mriežková rovina alebo rovinná mriežka. Ak v tretej posunieme mriežkovú rovinu o rozstup d3, správne usporiadanie bodov v priestore sa získa v nerovnobežnom smere, teda priestorová sieť. Medzi mriežkou a vonkajšou formou kryštálov existuje úzky vzťah. Kryštály sú ohraničené plochými plochami, ktoré v priestorovej mriežke zodpovedajú množinám rovnobežných mriežkových rovín, každý okraj kryštálu má sadu rovnobežných mriežkových čiar.

Najmenšia objemová jednotka mriežky je elementárny rovnobežnosten, nazýva sa tiež jednotková bunka alebo bunka. Je ohraničený okrajmi dĺžok d1, d2, d3, čo zodpovedá najmenšej vzdialenosti medzi atómami, ióny alebo molekuly v uzloch siete tvoriace jej rohy. V najvšeobecnejšom prípade sú uhly medzi okrajmi elementárneho rovnobežnostenu odlišné (nerovná sa 90 °), rovnako ako rozstup sieťových bodov v troch smeroch sú rôzne. Existujú však obdĺžnikové siete, a rozstup sieťových bodov môže byť rovnaký v dvoch alebo troch smeroch.

Priestorová mriežka danej látky sa líši od mriežky iných látok dĺžkou hrán elementárneho rovnobežnostenu a v mnohých prípadoch aj uhlami medzi nimi. Každá látka má teda svoju priestorovú mriežku. Na opísanie tejto siete je potrebné poznať tvar jej elementárneho rovnobežnostenu, ktorý sa správne opakuje v 3 smery.

Na definovanie elementárneho rovnobežnostenu sa jeden z uzlov priestorovej mriežky považuje za počiatok súradnicového systému, a tri jednoduché sieťové výstupy z neho, za osami x súradnice, Y., s. Uhol medzi osami yaz je označený písmenom a, medzi osami x a z - α, a medzi osami x a y - β. Najkratšia vzdialenosť medzi bodmi siete v smere osi x sa nazýva a, v smere y-b, a v smere osi z - c. Komplex uhlov α, b, γ a medzery v sieti a, b, c sa nazývajú mriežkové konštanty, teda konštanty priestorových sietí. Medzery medzi bodmi siete a, b, c sa meria v nanometroch.