Основные типы кристаллической структуры
Описание
Понимание расположения атомов внутри кристалла имеет фундаментальное значение для изучения материаловедения. Кристаллические структурыопределяют многие физические свойства материалов, включая их прочность, проводимость и оптические характеристики. В этой статье блога мы расскажем о различных типах кристаллических структур и концепциирешетки.
Типы кристаллических структур
Кристаллы можно разделить на несколько типов в зависимости от их атомного расположения. Наиболее распространенные классификации включают:
Кубическая кристаллическая система
Кубическая система - одна из самых простых и симметричных кристаллических структур. В ней три равные оси пересекаются под прямым углом.
Тетрагональная кристаллическая система
В тетрагональной системе две оси имеют одинаковую длину, а третья длиннее или короче, при этом углы между ними составляют 90 градусов.
Орторомбическая кристаллическая система
Орторомбическая система состоит из трех осей разной длины, пересекающихся под прямым углом.
Гексагональная система кристаллов
Гексагональные кристаллы имеют четыре оси: три в одной плоскости под углом 120 градусов друг к другу и одна перпендикулярно плоскости.
Тригональная система кристаллов
Подобно гексагональной системе, тригональная система имеет три оси в одной плоскости, но отличается симметрией и расположением атомов.
Решетка в кристаллических структурах
Решетка - это повторяющееся трехмерное расположение точек в пространстве, представляющее собой позиции атомов в кристалле. Решетка - это каркас, на котором строится кристаллическая структура. Понимание решетки имеет решающее значение для определения свойств материала.
Ячейка
Наименьшая повторяющаяся единица в решетке называется элементарной ячейкой. Она определяет симметрию и структуру всего кристалла.
Решетки Браве
Существует 14 различных решеток Браве, каждая из которых представляет собой уникальную комбинацию параметров решетки и симметрии в трехмерном пространстве.
Координационное число
Координационное число - это количество ближайших соседних атомов, окружающих центральный атом в решетке. Оно влияет на стабильность и характеристики связи в кристалле.
Сравнение кристаллических структур
|
Кристаллическая система |
Количество осей |
Длина осей |
Углы между осями |
|
Кубическая |
3 |
Равные |
90° |
|
Тетрагональный |
3 |
Два одинаковых, один разный |
90° |
|
Орторомбический |
3 |
Все разные |
90° |
|
Гексагональный |
4 |
Три одинаковых, один разный |
120° в плоскости, 90° по вертикали |
|
Тригональный |
3 |
Все равны или различны |
120° в плоскости, 90° по вертикали |
Часто задаваемые вопросы
Что определяет тип кристаллической структуры материала?
Тип кристаллической структуры определяется размером, зарядом и предпочтениями в связях атомов или ионов, образующих кристалл. Эти факторы влияют на то, как атомы располагаются для достижения наиболее стабильной конфигурации.
Как решетка влияет на свойства материала?
Решетка определяет симметрию и расстояние между атомами внутри кристалла, что, в свою очередь, влияет на такие свойства, как электропроводность, твердость и оптические свойства.
Может ли один элемент образовывать различные кристаллические структуры?
Да, многие элементы могут кристаллизоваться в различных структурах при различных условиях температуры и давления. Например, углерод может образовывать как алмаз, так и графит, которые имеют разные кристаллические структуры и свойства.
Почему диаграммы важны при изучении кристаллических структур?
Диаграммы дают наглядное представление о расположении атомов, что облегчает понимание и анализ симметрии, связей и общей геометрии кристалла.
Какое значение имеет элементарная ячейка в кристаллической решетке?
Элементарная ячейка - это основной строительный блок кристаллической решетки. Повторяя элементарную ячейку в трех измерениях, формируется вся кристаллическая структура. Понимание элементарной ячейки помогает предсказать свойства и поведение материала.
