KRISTAL YAPI: YAPI, TÜRLERI VE ÖRNEKLERI - KIMYA - 2025

Kristal yapı atom, iyon ya da moleküller, yüksek uzamsal sipariş sahip olması ile karakterize edilir doğa içinde benimseyebileceklerine katı halde biridir. Diğer bir deyişle bu, birçok bedeni camsı ve parlak görünümlerle tanımlayan "korpüsküler mimari" nin kanıtıdır.

Bu simetriye ne teşvik eder veya hangi kuvvet sorumludur? Parçacıklar yalnız değildir, ancak birbirleriyle etkileşim halindedir. Bu etkileşimler enerji tüketir ve katıların kararlılığını etkiler, böylece parçacıklar bu enerji kaybını en aza indirmek için kendilerini barındırmaya çalışırlar.

Dolayısıyla içsel doğaları, kendilerini en istikrarlı uzaysal düzenlemeye yerleştirmelerine yol açar. Örneğin, bu, eşit yüklü iyonlar arasındaki itmelerin minimum olduğu veya bazı atomların - metalik olanlar gibi - ambalajlarında mümkün olan en büyük hacmi işgal ettiği durum olabilir.

"Kristal" kelimesinin, diğer cisimler için yanlış temsil edilebilecek kimyasal bir anlamı vardır. Kimyasal olarak, örneğin DNA moleküllerinden (bir DNA kristali) oluşabilen sıralı bir yapıya (mikroskobik olarak) karşılık gelir.

Bununla birlikte, aynalar veya şişeler gibi herhangi bir camsı nesneye veya yüzeye atıfta bulunmak yaygın olarak yanlış kullanılmaktadır. Gerçek kristallerin aksine cam, silikatların ve diğer birçok katkı maddesinin amorf (düzensiz) bir yapısından oluşur.

yapı

Yukarıdaki görselde bazı zümrüt mücevherler gösterilmektedir. Tıpkı bunlar gibi pek çok mineral, tuz, metal, alaşım ve elmas da kristal yapı sergiler; ama, düzeninin simetri ile ilişkisi nedir?

Parçacıkları çıplak gözle görülebilen bir kristale simetri işlemleri (ters çevirme, farklı açılarda döndürme, düzlemde yansıtma vb.) Uygulanırsa, uzayın tüm boyutlarında bozulmadan kaldığı görülecektir.

Bunun tersi, simetri işlemine tabi tutularak farklı sıraların elde edildiği şekilsiz bir katı için meydana gelir. Dahası, parçacıklarının dağılımındaki rastgeleliği gösteren yapısal tekrar kalıplarından yoksundur.

Yapısal modeli oluşturan en küçük birim nedir? Üstteki resimde, kristalin katı uzayda simetrikken amorf olan değil.

Turuncu küreleri çevreleyen kareler çizilseydi ve bunlara simetri işlemleri uygulansaydı, kristalin diğer kısımlarını oluşturdukları görülürdü.

Yukarıdakiler, asimetrik olanı bulana kadar daha küçük ve daha küçük karelerle tekrarlanır; boyut olarak ondan önce gelen, tanımı gereği, birim hücredir.

Birim hücre

Birim hücre, kristalin katının tam olarak çoğalmasına izin veren minimum yapısal ifadedir. Bundan, camı uzayda her yöne hareket ettirerek monte etmek mümkündür.

Küreler ile temsil edilen parçacıkların bir doldurma düzenini takip ederek yerleştirildiği küçük bir çekmece (sandık, kova, kap vb.) Olarak düşünülebilir. Bu kutunun boyutları ve geometrileri, eksenlerinin uzunluklarına (a, b ve c) ve aralarındaki açılara (α, β ve γ) bağlıdır.

Birim hücrelerin en basiti, basit kübik yapıdır (üstteki resim (1)). Bunda, kürelerin merkezi, dördü tabanında, dördü tavanda olmak üzere küpün köşelerini kaplar.

Bu düzenlemede, küreler küpün toplam hacminin yalnızca% 52'sini kaplar ve doğa bir boşluktan kaçındığından, pek çok bileşik veya element bu yapıyı benimsemez.

Bununla birlikte, küreler aynı küp içinde biri merkezi kaplayacak şekilde düzenlenirse (gövdede kübik merkezli, bcc), daha kompakt ve verimli bir paketleme (2) olacaktır. Şimdi küreler toplam hacmin% 68'ini kaplıyor.

Öte yandan, (3) 'te hiçbir küre küpün merkezinde yer almaz, ancak yüzlerinin merkezini kaplar ve tümü toplam hacmin (yüz merkezli kübik, cc)% 74'ünü kaplar.

Bu nedenle, aynı küp için kürelerin paketlenme şeklini (iyonlar, moleküller, atomlar vb.) Değiştiren başka düzenlemelerin elde edilebileceği takdir edilebilir.

Türleri

Kristal yapılar, kristal sistemlerine veya parçacıklarının kimyasal yapısına göre sınıflandırılabilir.

Örneğin, kübik sistem en yaygın olanıdır ve birçok kristal katı onun tarafından yönetilir; ancak aynı sistem hem iyonik hem de metalik kristaller için geçerlidir.

Kristal sistemine göre

Önceki görüntüde yedi ana kristal sistem gösterilmektedir. Bunlardan aslında aynı sistemler için diğer paketleme biçimlerinin ürünü olan ve Bravais ağlarını oluşturan on dört tane olduğu not edilebilir.

(1) ile (3) arası kübik kristal sistemli kristallerdir. (2) 'de (mavi çizgilerle) merkezdeki kürenin ve köşelerdeki kürenin sekiz komşu ile etkileştiği, dolayısıyla kürelerin koordinasyon sayısı 8 olduğu görülmüştür. Ve (3)' te koordinasyon numarası 12 (görmek için küpü herhangi bir yönde kopyalamanız gerekir).

Elemanlar (4) ve (5), basit ve yüz merkezli tetragonal sistemlere karşılık gelir. Kübikten farklı olarak, c ekseni a ve b eksenlerinden daha uzundur.

(6) 'dan (9)' a kadar ortorombik sistemler vardır: basit ve tabanlara (7), vücut ve yüzler üzerinde merkezlenenlere kadar. Bunlarda α, β ve γ 90º'dir, ancak tüm kenarlar farklı uzunluklardadır.

Şekil (10) ve (11) monoklinik kristallerdir ve (12) triklinik kristallerdir, ikincisi tüm açılarında ve eksenlerinde eşitsizlikler gösterir.

Eleman (13), kübik olana benzer, ancak 90º'den farklı bir γ açısı olan eşkenar dörtgen sistemdir. Sonunda altıgen kristaller var

Elemanların (14) yer değiştirmeleri, yeşil noktalı çizgilerle izlenen altıgen prizmadan kaynaklanmaktadır.

Kimyasal yapısına göre

- Kristaller iyonlardan oluşuyorsa tuzlarda bulunan iyonik kristallerdir (NaCl, CaSO ₄ , CuCl ₂ , KBr, vb.)

- Glikoz gibi moleküller (yapabildikleri zaman) moleküler kristaller oluştururlar; bu durumda ünlü şeker kristalleri.

- Bağları esasen kovalent olan atomlar kovalent kristaller oluşturur. Elmas veya silisyum karbür durumları bunlardır.

- Aynı şekilde altın gibi metaller de metalik kristaller oluşturan kompakt kübik yapılar oluşturur.

Örnekler

K

NaCl (kübik sistem)

ZnS (vurtzit, altıgen sistem)

CuO (monoklinik sistem)

Referanslar

1. Quimitube. (2015). Neden "kristaller" kristal değildir? 24 Mayıs 2018 tarihinde quimitube.com adresinden alındı
2. Pressbooks. 10.6 Kristal Katılarda Kafes Yapılar. 26 Mayıs 2018'de opentextbc.ca adresinden alındı
3. Kristal Yapılar Akademik Kaynak Merkezi. . 24 Mayıs 2018'de web.iit.edu adresinden alındı
4. Ming. (2015, 30 Haziran). Kristal Yapılar Türleri. 26 Mayıs 2018'de, crystalvisions-film.com adresinden alındı
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31 Ocak 2018). Kristal Türleri. 26 Mayıs 2018'de, düşünceco.com adresinden alındı.
6. KHI. (2007). Kristal Yapılar. 26 Mayıs 2018'de folk.ntnu.no adresinden alındı.
7. Paweł Maliszczak. (25 Nisan 2016). Afganistan Panjshir Vadisi'nden kaba zümrüt kristaller. . 24 Mayıs 2018'de commons.wikimedia.org adresinden alındı.
8. Napy1kenobi. (26 Nisan 2008). Bravais kafesleri. . 26 Mayıs 2018'de commons.wikimedia.org adresinden alındı.
9. Kullanıcı: Sbyrnes321. (21 Kasım 2011). Kristal veya amorf. . 26 Mayıs 2018'de commons.wikimedia.org adresinden alındı.