Qeliza njësi e rrjetës kristalore shërben për të përshkruar mikrostrukturën e materialeve. Shumë veti fizike dhe kimike të një lënde varen nga parametrat e saj: fortësia, pika e shkrirjes, përçueshmëria elektrike dhe termike, plasticiteti dhe të tjera. Llojet e këtyre strukturave elementare u përshkruan që në shekullin e 19-të. Një nga varietetet është qeliza primitive. Për të izoluar një qelizë njësi në strukturën e materialit, duhet të plotësohen një sërë kushtesh.
grilë kristal
Të gjitha trupat e ngurtë sipas strukturës së tyre të brendshme mund të klasifikohen në dy forma: amorfe dhe kristalore. Një tipar dallues i kësaj të fundit është struktura specifike e organizuar e grimcave.
Rrjeta kristalore është një model i thjeshtuar tre-dimensional i kristaleve të ngurta, i cili përdoret për të analizuar vetitë e tyre në fizikë, kimi, biologji, mineralogji dhe shkenca të tjera. Nga pamja e jashtme, duket si një rrjet. Në nyjet e tij janë atomet e materies. Ky grup pikash ka një rend specifik, që përsëritet rregullisht, specifik për secilën specie.substanca.
Çfarë është një qelizë njësi?
Qeliza njësi e rrjetës kristalore është pjesa më e vogël e një trupi të ngurtë që na lejon të karakterizojmë vetitë e tij. Ai shërben si bazë e rrjetit dhe është dublikuar në të shumë herë.
Ky model përdoret për të thjeshtuar përshkrimin vizual të strukturës së brendshme të kristaleve. Në këtë rast përdoret një sistem me 3 boshte koordinative kristalografike, të cilat ndryshojnë nga ato të zakonshmet ortogonale në atë që janë segmente të fundme të një madhësie të caktuar. Këndet ndërmjet boshteve mund të jenë të barabartë me 90° ose të tërthortë.
Nëse mbushni dendur një vëllim të caktuar me qeliza elementare, mund të merrni një kristal të vetëm ideal. Në praktikë, polikristalet janë më të zakonshëm, të përbërë nga disa struktura të rregullta të kufizuara në hapësirë.
Shikime
Në shkencë, ekzistojnë 14 lloje të qelizave elementare të grilave me një gjeometri unike. Ato u përshkruan për herë të parë nga fizikani francez Auguste Bravais në 1848. Ky shkencëtar konsiderohet themeluesi i kristalografisë.
Këto lloje të strukturave elementare të rrjetës kristalore grupohen në 7 kategori, të quajtura singoni, në varësi të raportit të gjatësive të brinjëve dhe barazisë së këndeve:
- kub;
- tetragonal;
- ortorhombike;
- rhombohedral;
- gjashtëkëndësh;
- triclinic.
Më e thjeshta dhe më e zakonshme në natyrë ngaprej tyre është kategoria e parë, e cila nga ana e saj ndahet në 3 lloje rrjetash:
- Kub i thjeshtë. Të gjitha grimcat (dhe ato mund të jenë atome, grimca të ngarkuara elektrike ose molekula) janë të vendosura në majat e kubit. Këto grimca janë identike. Çdo qelizë ka 1 atom (8 kulme × 1/8 atom=1).
- Kub në qendër të trupit. Ai ndryshon nga modeli i mëparshëm në atë që ka një grimcë më shumë në qendër të kubit. Çdo qelizë ka 2 atome materie.
- kubik me në qendër fytyrën. Grimcat përmbahen në kulmet e qelizës elementare, si dhe në qendër të të gjitha fytyrave. Secila nga qelizat ka 4 atome.
Qeliza primitive
Një qelizë elementare quhet primitive nëse grimcat e saj ndodhen vetëm në kulmet e rrjetës dhe mungojnë diku tjetër. Vëllimi i tij është minimal në krahasim me llojet e tjera. Në praktikë, shpesh rezulton të jetë simetrike e ulët (një shembull është qeliza Wigner-Seitz).
Për qelizat joprimitive, atomi në qendër të vëllimit i ndan ato në 2 ose 4 pjesë identike. Në strukturën me në qendër fytyrën, ka një ndarje në 8 pjesë. Në metalografi, përdoret koncepti i një qelize elementare dhe jo primitive, pasi simetria e qelizës së parë lejon një përshkrim më të plotë të strukturës kristalore të materialit.
Shenja
Të 14 llojet e qelizave elementare kanë veti të përbashkëta:
- ato janë strukturat më të thjeshta përsëritëse në një kristal;
- çdo qendër grilë përbëhet nga njëgrimcat, të quajtura nyja e rrjetës;
- nyjet qelizore janë të ndërlidhura me vija të drejta që formojnë gjeometrinë e kristalit;
- fytyrat e kundërta janë paralele;
- simetria e strukturës elementare korrespondon me simetrinë e të gjithë rrjetës kristalore.
Kur zgjedh strukturën e një qelize elementare, ndiqen disa rregulla. Ajo duhet të ketë:
- vëllimi dhe zona më e vogël;
- numri më i madh i skajeve identike dhe këndeve ndërmjet tyre;
- kënde të drejta (nëse është e mundur);
- simetri hapësinore, që pasqyron simetrinë e të gjithë rrjetës kristalore.
Vëllimi
Vëllimi i një qelize elementare përcaktohet në varësi të formës së saj gjeometrike. Për singoninë kubike, ajo llogaritet si gjatësia e faqes (distanca e atomeve nga qendra në qendër) e ngritur në fuqinë e tretë. Për një sistem gjashtëkëndor, vëllimi mund të përcaktohet duke përdorur formulën e mëposhtme:
ku a dhe c janë parametrat e rrjetës kristalore, të matura në angstromë.
Në praktikë, parametrat e rrjetës kristalore llogariten për të përcaktuar më vonë strukturën e përbërjes, masën e një atomi (bazuar në peshën e një vëllimi të caktuar dhe numrin Avogadro) ose rrezja e tij.
