구조 결정 구조, 유형 및 예



그 결정 구조 원자, 이온 또는 분자가 본질적으로 채택 할 수있는 고체 상태 중 하나이며 높은 공간 배열을 특징으로합니다. 다른 말로 표현하자면, 이것은 밝고 유리한 외관을 가진 많은 시체를 정의하는 "미적 건축물"의 증거입니다.

이 대칭에 대한 원인은 무엇입니까? 입자는 혼자가 아니라 서로 상호 작용합니다. 이러한 상호 작용은 에너지를 소비하고 고체의 안정성에 영향을 미치므로 입자는이 에너지 손실을 최소화하기 위해 스스로 수용하려고합니다.

그런 다음, 그 본질적인 본성은 그들로 하여금 가장 안정된 공간 배열을하도록합니다. 예를 들어, 이것은 동일한 전하를 갖는 이온들 사이의 반발력이 최소이거나 금속성 원자들과 같은 일부 원자들이 그들의 포장에서 가능한 최대량을 차지하는 곳일 수있다.

"결정체"라는 단어는 다른 신체에 대해 잘못 설명 될 수있는 화학적 의미를 지닙니다. 화학적으로, 예를 들어, DNA 분자 (DNA 결정)로 구성 될 수있는 정렬 된 구조 (현미경으로).

그러나, 그것은 거울이나 병과 같은 어떤 물체 나 유리 표면을 지칭하기 위해 널리 사용됩니다. 진정한 결정과는 달리, 유리는 규산염과 다른 많은 첨가제의 비정질 (지저분한) 구조로 이루어져 있습니다.

색인

  • 1 구조
    • 1.1 단일 셀
  • 2 가지 유형
    • 2.1 그것의 결정질 체계에 따르면
    • 2.2 그것의 화학 성질에 따르면
  • 3 예
    • 3.1 K2Cr2O7 (triclinic system)
    • 3.2 NaCl (큐빅 계)
    • 3.3 ZnS (wurtzite, hexagonal system)
    • 3.4 CuO (monoclinic system)
  • 4 참고

구조

위 이미지에는 에메랄드의 보석들이 삽화되어 있습니다. 이처럼 많은 다른 미네랄, 소금, 금속, 합금 및 다이아몬드는 결정 구조를 나타냅니다. 그러나 주문과 대칭 사이의 관계는 무엇입니까??

입자가 육안으로 관찰 될 수있는 결정체가 대칭 연산 (반전, 다른 각도에서의 회전, 평면에서의 반사 등)을받는다면, 그것은 공간의 모든 차원에서 그대로 유지되는 것으로 밝혀 질 것입니다.

대칭 작업을 수행함으로써 다른 순서가 얻어지는 비결정 고체에 대해 반대가 발생합니다. 또한 구조적 반복 패턴이 없으므로 입자의 무작위 분포가 입증됩니다.

구조 패턴을 구성하는 가장 작은 단위는 무엇입니까? 상부 이미지에서 결정 성 고체는 공간에서 대칭이며, 무정형 고체는 공간에서 대칭이다..

오렌지 구체를 감싸는 사각형을 그려 대칭 작업을 적용하면 결정의 다른 부분이 생성된다는 것을 알 수 있습니다.

이전 물건은 비대칭 인 것을 찾을 때까지 작고 작은 사각형으로 반복됩니다. 그것보다 크기가 큰 것은 정의상 단위 셀.

단일 셀

단일 셀은 결정 성 고체의 완전한 재생산을 허용하는 최소 구조 표현식입니다. 이것으로 크리스탈을 조립하고 그것을 공간의 모든 방향으로 움직일 수 있습니다..

그것은 작은 서랍 (트렁크, 버킷, 컨테이너 등)으로 생각할 수 있는데, 구체로 표현되는 입자는 채우기 패턴에 따라 배치됩니다. 이 상자의 치수와 형상은 축의 길이 (a, b 및 c)와 그 사이의 각도 (α, β 및 γ)에 따라 달라집니다..

모든 단 전지 중에서 가장 단순한 것은 단순 입방 구조의 것입니다 (맨 위의 이미지 (1)). 이 분야에서 큐브의 모서리를 차지하고 4 개는 바닥에, 4 개는 지붕에 위치합니다..

이 배열에서 구체는 입방체의 총 부피의 52 %를 거의 차지하지 않으며 자연은 진공을 싫어하기 때문에이 구조를 채택하는 화합물이나 요소가 많지 않습니다.

그러나 구체가 같은 입방체에 배치되어 중심을 차지하고 (입방체는 bcc),보다 작고 효율적인 포장이 가능합니다 (2). 이제 구체가 전체 볼륨의 68 %를 차지합니다..

반면에 (3)에서는 구가 중심을 차지하지 않고 그면의 중심을 차지하지 않으며 전체는 전체 체적의 74 % (ccp는면을 중심으로 함)를 차지합니다..

따라서, 구체가 채워지는 방식 (이온, 분자, 원자 등)을 변화시키는 동일한 입방체에 대해 다른 배열을 얻을 수 있다는 것을 알 수있다..

유형

결정 구조는 결정질 시스템 또는 입자의 화학적 성질에 따라 분류 될 수있다.

예를 들어, 큐빅 시스템은 모든 것 중에서 가장 일반적이며 많은 결정 성 고체가이 시스템의 지배를받습니다. 그러나이 같은 시스템은 이온 결정과 금속 결정 모두에 적용됩니다.

그것의 결정질 체계에 따르면

이전 이미지에서는 7 개의 주 결정 시스템이 나타납니다. 사실, 동일한 시스템을위한 다른 형태의 패키징의 제품이며 Bravais 네트워크를 구성하는 14 가지가 있습니다..

(1)에서 (3)까지는 입방 결정계의 결정체이다. (2)에서 중심의 구형과 구석의 구가 8 개의 이웃과 상호 작용하여 구의 좌표 수는 8이됨을 알 수있다. (3)에서 조정 수는이다. 12 (어떤 방향으로도 입방체를 복제해야 함을 알기 위해).

요소 (4)와 (5)는 단순한 정사각형 시스템에 대응하고면을 중심으로합니다. 입방체와 달리 그 c 축은 a 축과 b 축보다 길다..

(6)에서 (9)까지는 ​​사방 정계 (orthorhombic) 시스템이다. 단순하고 중심에있는 기지 (7)부터 몸과 얼굴을 중심으로하는 시스템에 이른다. 이 α, β 및 γ는 90º이지만 모든면의 길이가 다릅니다..

그림 (10)과 (11)은 단사 결정이고 (12)는 삼각뿔로 모든 각도와 축에서 마지막 불평등을 나타낸다..

요소 (13)은 rhombohedral system으로 입방체와 유사 하나 90º와 다른 각도 γ를 갖는다. 마지막으로 육각형 결정들이있다.

요소 (14)의 변위는 녹색의 점선에 의해 추적 된 육각 프리즘을 발생시킨다.

그것의 화학 성질에 따르면

- 결정이 이온에 의해 형성된다면, 이들은 소금에 존재하는 이온 결정 (NaCl, CaSO4, CuCl2, KBr 등)

- 포도당 형태 (가능할 때마다)와 같은 분자 분자 결정; 이 경우 유명한 설탕 결정체.

- 본질적으로 공유 결합을 갖는 원자는 공유 결합 결정을 형성한다. 다이아몬드 나 실리콘 카바이드의 경우.

- 또한, 금과 같은 금속은 금속 결정체 인 입체 구조를 형성한다.

예제들

케이2크롬2O7 (삼선 계)

NaCl (큐빅 계)

ZnS (우르 자이 트, 육각형 계)

CuO (단사 정계)

참고 문헌

  1. 퀴 뮤튜브 (2015). 왜 "결정체"는 수정체가 아니지?. 2018 년 5 월 24 일에 가져온 사람 : quimitube.com
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  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018 년 1 월 31 일). 수정의 종류. 2018 년 5 월 26 일에 검색 한 사람 : thoughtco.com
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