Кристалл торчосунун бирдик клеткасы материалдардын микроструктурасын сүрөттөө үчүн кызмат кылат. Заттын көптөгөн физикалык жана химиялык касиеттери анын параметрлеринен көз каранды: катуулук, эрүү температурасы, электр жана жылуулук өткөрүмдүүлүк, пластика жана башкалар. Бул элементардык түзүлүштөрдүн түрлөрү 19-кылымдын башында эле сүрөттөлгөн. Сорттордун бири примитивдүү клетка. Материалдык түзүлүштөгү бирдик клетканы изоляциялоо үчүн бир катар шарттар аткарылышы керек.
Кристалл торчо
Бардык катуу заттар ички түзүлүшү боюнча эки түргө бөлүнөт: аморфтук жана кристаллдык. Акыркысынын айырмалоочу өзгөчөлүгү бөлүкчөлөрдүн спецификалык уюшулган түзүлүшү болуп саналат.
Кристалл торлору – физика, химия, биология, минералогия жана башка илимдерде алардын касиеттерин талдоо үчүн колдонулган катуу кристаллдардын үч өлчөмдүү жөнөкөйлөштүрүлгөн модели. Сыртынан караганда ал тор сымал көрүнөт. Анын түйүндөрүндө заттын атомдору жайгашкан. Бул пункттардын массивинин ар бир түргө мүнөздүү белгилүү, үзгүлтүксүз кайталануучу тартиби бар.заттар.
Бирдик клетка деген эмне?
Кристалл торчосунун бирдик клеткасы – анын касиеттерин мүнөздөөгө мүмкүндүк берүүчү катуу заттын эң кичинекей бөлүгү. Ал тордун негизи болуп кызмат кылат жана анда сансыз жолу кайталанат.
Бул модель кристаллдардын ички түзүлүшүнүн визуалдык сүрөттөлүшүн жөнөкөйлөтүү үчүн колдонулат. Мында 3 кристаллографиялык координата окторунун системасы колдонулат, алар кадимки ортогоналдыктардан белгилүү өлчөмдөгү чектүү сегменттер экендиги менен айырмаланат. Октордун ортосундагы бурчтар 90° ге барабар же кыйыр болушу мүмкүн.
Эгер белгилүү бир көлөмдү элементардык клеткалар менен жыш толтурсаңыз, идеалдуу монокристалды ала аласыз. Практикада мейкиндикте чектелген бир нече үзгүлтүксүз структуралардан турган поликристаллдар көбүрөөк кездешет.
Көрүүлөр
Илимде уникалдуу геометриялуу торлордун элементардык клеткаларынын 14 түрү бар. Аларды биринчи жолу 1848-жылы француз физиги Огюст Брава сүрөттөгөн. Бул окумуштуу кристаллографиянын негиздөөчүсү болуп эсептелет.
Кристалл торчосунун элементардык түзүлүштөрүнүн бул түрлөрү тараптардын узундуктарынын катышына жана бурчтардын теңдигине жараша сингониялар деп аталган 7 категорияга топтоштурулган:
- куб;
- тетрагональ;
- орторомбиялык;
- ромбоэдр;
- алты бурчтуу;
- triclinic.
Табиятта эң жөнөкөй жана кеңири таралганалардын ичинен биринчи категория, ал өз кезегинде торлордун 3 түрүнө бөлүнөт:
- Жөнөкөй куб. Бардык бөлүкчөлөр (жана алар атомдор, электрдик заряддуу бөлүкчөлөр же молекулалар болушу мүмкүн) кубдун чокуларында жайгашкан. Бул бөлүкчөлөр бирдей. Ар бир клеткада 1 атом бар (8 чокусу × 1/8 атом=1).
- Денеге багытталган куб. Ал мурунку моделден кубдун борборунда дагы бир бөлүкчө бар экендиги менен айырмаланат. Ар бир клеткада заттын 2 атому бар.
- Бет борборлоштурулган куб. Бөлүкчөлөр элементардык клетканын чокуларында, ошондой эле бардык беттердин борборунда болот. Клеткалардын ар биринде 4 атом бар.
Примитивдүү уяча
Элементардык клетка, эгерде анын бөлүкчөлөрү торчолордун чокуларында гана жайгашып, башка жерлерде жок болсо, ал примитивдүү деп аталат. Анын көлөмү башка түрлөрүнө салыштырмалуу минималдуу. Иш жүзүндө ал көп учурда симметриялуу төмөн болуп чыгат (мисалы, Вигнер-Сейц клеткасы).
Примитивдүү эмес клеткалар үчүн көлөмдүн борборундагы атом аларды 2 же 4 окшош бөлүккө бөлөт. Бет-борбордук түзүлүштө 8 бөлүккө бөлүнүү бар. Металлографияда примитивдүү эмес элементардык клетка түшүнүгү колдонулат, анткени биринчи клетканын симметриясы материалдын кристаллдык түзүлүшүн толугураак сүрөттөөгө мүмкүндүк берет.
Белгилер
Баардык 14 типтеги элементардык клеткалардын жалпы касиеттери бар:
- алар кристаллдагы эң жөнөкөй кайталануучу түзүлүштөр;
- ар бир тор борбору бирден туратторчо түйүн деп аталган бөлүкчөлөр;
- клетка түйүндөрү кристаллдын геометриясын түзгөн түз сызыктар менен бири-бири менен байланышкан;
- каршы беттер параллель;
- элементардык түзүлүштүн симметриясы бүт кристалл торчосунун симметриясына туура келет.
Элементардык клетканын түзүлүшүн тандоодо кээ бир эрежелер сакталат. Ал болушу керек:
- эң кичине көлөмү жана аянты;
- бирдей четтердин жана алардын ортосундагы бурчтардын эң көп саны;
- тик бурчтар (мүмкүн болсо);
- мейкиндик симметриясы, бүт кристалл торчосунун симметриясын чагылдырат.
Көлөм
Элементардык клетканын көлөмү анын геометриялык формасына жараша аныкталат. Кубдук сингония үчүн ал үчүнчү даражага көтөрүлгөн беттин узундугу (атомдордун борбордон борборго чейинки аралык) катары эсептелет. Алты бурчтуу система үчүн көлөмдү төмөнкү формула менен аныктоого болот:
мында a жана c - ангстремдер менен өлчөнгөн кристалл торчосунун параметрлери.
Практикада кристалл торчосунун параметрлери кийинчерээк кошулмалардын түзүлүшүн, атомдун массасын (берилген көлөмдүн салмагына жана Авогадро санына негизделген) же анын радиусун аныктоо үчүн эсептелет.
