Кристалі́чна ґра́тка — геометрично правильне розміщення атомів (йонів, молекул), властиве речовині, що перебуває в кристалічному стані. Просторові фігури (наприклад, паралелепіпеди) у вершинах яких розміщено атоми, називаються комірками кристалічної ґратки, регулярна нескінченна система геометричних точок (вузлів ґратки), що є ідеально періодичною в трьох вимірах простору; існує 14 основних типів просторових ґраток.
Кристалічна ґратка | |
Кристалічна ґратка у Вікісховищі |
Примітивна комірка
Найменша комірка кристалічної ґратки, зсувом якої можна відтворити весь кристал, називається примітивною коміркою.
У випадку простої ґратки, у якій всі атоми одного сорту, примітивна комірка містить один атом.
Типи кристалічних ґраток та їх параметри
Найменша комірка, яка зберігає усі елементи симетрії кристала, називається елементарною коміркою.
Навіть у випадку кристала з одним сортом атомів елементарна комірка містить кілька атомів. Наприклад, кристал заліза має кубічну об'ємноцентровану ґратку із 2 атомами в елементарній комірці. При високих температурах залізо переходить у фазу з ґранецентрованою кубічною ґраткою із 4 атомами в елементарній комірці.
Кристалічні системи (Сингонія) | 14 ґраток Браве | |||
---|---|---|---|---|
триклінна | ||||
моноклінна | примітивна | базоцентрована | ||
ромбічна | примітивна | базоцентрована | об'ємноцентрована | гранецентрована |
гексагональна | ||||
тригональна | ||||
тетрагональна | примітивна | об'ємноцентрована | ||
кубічна | примітивна | об'ємноцентрована | гранецентрована | |
Основні параметри кристалічних ґраток:
- період або параметр ґратки дорівнює довжині ребра ґратки у напрямі головних осей кристалічної ґратки;
- координаційне число (К) характеризує щільність пакування ґратки, визначає кількість найближчих і рівновіддалених атомів у певній кристалічній ґратці;
- базис — це кількість атомів (іонів), що належать до однієї ґратки;
- атомний радіус — це половина відстані між центрами найближчих атомів у кристалічній ґратці певної кристалічної системи;
- коефіцієнт компактності — це відношення об'єму, що займають атоми (іони), до всього об'єму ґратки даного типу.
Дефекти кристалічної ґратки
Розташування структурних елементів у кристалічних ґратках мінералів рідко відповідає цій класичній картині, яка характеризується послідовним розташуванням у ґратці атомів або йонів (так звані ідеальні кристали). На противагу ідеальним кристалам, для яких характерне правильне розташування і періодичність атомів або йонів, реальні кристали відрізняються рядом відхилень — дефектів кристалічної ґратки (дислокацій). Згідно з загальноприйнятою класифікацією, розрізняють такі дефекти кристалічної ґратки (мал.):
- пустий вузол, створений внаслідок випадання з ідеальної ґратки атома або йона;
- власний атом або йон ґратки, розташований між її вузлами;
- чужорідний атом або йон, розташований між вузлами ґратки;
- чужорідний атом, який заміщає власний атом ґратки;
- йон у ґратці в нормальному стані, але з аномальним зарядом.
Дефекти Френкеля
Дефекти кристалічних ґраток, що полягають у розміщенні певної кількості атомів чи йонів у міжвузлях, причому частина вузлів може залишитись незайнятою.
Дефекти Шоткі
Дефекти кристалічних ґраток, що полягають у перенесенні певної кількості атомів чи йонів з вузлових позицій усередині кристала на його поверхню, частина вузлів відповідно залишається незайнятою.
Викривлення ґратки
Структурний безлад, що виникає з неправильного розташування елементарних комірок у кристалі.
Енергія ґратки
- 1. Зміна внутрішньої енергії (ΔU при 0 К) в процесі взаємного віддалення елементів структури кристала з віддалі, на якій вони знаходяться в кристалі в рівноважному стані, до нескінченності.
- 2. Енергія, яка виділяється при уявному процесі, в якому ізольовані йони, які знаходились на нескінченній віддалі один від одного, зблизились з утворенням кристала йонної сполуки.
Див. також
Примітки
- Афтанділянц Є. Г. Матеріалознавство: підручник / Є. Г. Афтанділянц, О. В. Зазимко, К. Г. Лопатько. — Херсон: ОЛДІ-плюс; К.: Ліра-К, 2013. — 612 с. —
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — .
- Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк: Вебер, 2008. — 758 с. —
- Лазаренко Є. К., Винар О. М. Мінералогічний словник, К.: Наукова думка. — 1975. — 774 с.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Div takozh Kristalichna struktura Kristali chna gra tka geometrichno pravilne rozmishennya atomiv joniv molekul vlastive rechovini sho perebuvaye v kristalichnomu stani Prostorovi figuri napriklad paralelepipedi u vershinah yakih rozmisheno atomi nazivayutsya komirkami kristalichnoyi gratki regulyarna neskinchenna sistema geometrichnih tochok vuzliv gratki sho ye idealno periodichnoyu v troh vimirah prostoru isnuye 14 osnovnih tipiv prostorovih gratok Kristalichna gratka Kristalichna gratka u VikishovishiKristalichna gratkaPrimitivna komirkaNajmensha komirka kristalichnoyi gratki zsuvom yakoyi mozhna vidtvoriti ves kristal nazivayetsya primitivnoyu komirkoyu U vipadku prostoyi gratki u yakij vsi atomi odnogo sortu primitivna komirka mistit odin atom Tipi kristalichnih gratok ta yih parametriNajmensha komirka yaka zberigaye usi elementi simetriyi kristala nazivayetsya elementarnoyu komirkoyu Navit u vipadku kristala z odnim sortom atomiv elementarna komirka mistit kilka atomiv Napriklad kristal zaliza maye kubichnu ob yemnocentrovanu gratku iz 2 atomami v elementarnij komirci Pri visokih temperaturah zalizo perehodit u fazu z granecentrovanoyu kubichnoyu gratkoyu iz 4 atomami v elementarnij komirci Tipi prostorovih gratok Kristalichni sistemi Singoniya 14 gratok Bravetriklinna monoklinna primitivna bazocentrovana rombichna primitivna bazocentrovana ob yemnocentrovana granecentrovanageksagonalna trigonalna tetragonalna primitivna ob yemnocentrovana kubichna primitivna ob yemnocentrovana granecentrovana Osnovni parametri kristalichnih gratok period abo parametr gratki dorivnyuye dovzhini rebra gratki u napryami golovnih osej kristalichnoyi gratki koordinacijne chislo K harakterizuye shilnist pakuvannya gratki viznachaye kilkist najblizhchih i rivnoviddalenih atomiv u pevnij kristalichnij gratci bazis ce kilkist atomiv ioniv sho nalezhat do odniyeyi gratki atomnij radius ce polovina vidstani mizh centrami najblizhchih atomiv u kristalichnij gratci pevnoyi kristalichnoyi sistemi koeficiyent kompaktnosti ce vidnoshennya ob yemu sho zajmayut atomi ioni do vsogo ob yemu gratki danogo tipu Defekti kristalichnoyi gratkiDefekti kristalichnoyi gratki a nezapovnenij vuzol vakansiya b vlasnij atom mizh vuzlami v chuzhoridnij atom mizh vuzlami g chuzhoridnij atom u vuzli d jon z anomalnim zaryadom Roztashuvannya strukturnih elementiv u kristalichnih gratkah mineraliv ridko vidpovidaye cij klasichnij kartini yaka harakterizuyetsya poslidovnim roztashuvannyam u gratci atomiv abo joniv tak zvani idealni kristali Na protivagu idealnim kristalam dlya yakih harakterne pravilne roztashuvannya i periodichnist atomiv abo joniv realni kristali vidriznyayutsya ryadom vidhilen defektiv kristalichnoyi gratki dislokacij Zgidno z zagalnoprijnyatoyu klasifikaciyeyu rozriznyayut taki defekti kristalichnoyi gratki mal pustij vuzol stvorenij vnaslidok vipadannya z idealnoyi gratki atoma abo jona vlasnij atom abo jon gratki roztashovanij mizh yiyi vuzlami chuzhoridnij atom abo jon roztashovanij mizh vuzlami gratki chuzhoridnij atom yakij zamishaye vlasnij atom gratki jon u gratci v normalnomu stani ale z anomalnim zaryadom Defekti Frenkelya Defekti kristalichnih gratok sho polyagayut u rozmishenni pevnoyi kilkosti atomiv chi joniv u mizhvuzlyah prichomu chastina vuzliv mozhe zalishitis nezajnyatoyu Defekti Shotki Defekti kristalichnih gratok sho polyagayut u perenesenni pevnoyi kilkosti atomiv chi joniv z vuzlovih pozicij useredini kristala na jogo poverhnyu chastina vuzliv vidpovidno zalishayetsya nezajnyatoyu Vikrivlennya gratki Strukturnij bezlad sho vinikaye z nepravilnogo roztashuvannya elementarnih komirok u kristali Energiya gratki1 Zmina vnutrishnoyi energiyi DU pri 0 K v procesi vzayemnogo viddalennya elementiv strukturi kristala z viddali na yakij voni znahodyatsya v kristali v rivnovazhnomu stani do neskinchennosti 2 Energiya yaka vidilyayetsya pri uyavnomu procesi v yakomu izolovani joni yaki znahodilis na neskinchennij viddali odin vid odnogo zblizilis z utvorennyam kristala jonnoyi spoluki Div takozhKomirka Vignera Zejtca Indeksi Millera Singoniya Elementarna komirka kristala Kristalizaciya Chislo formuvalnih odinic v elementarnij komirci Topotaktichnij perehid Blok mozayichnoyi strukturiPrimitkiAftandilyanc Ye G Materialoznavstvo pidruchnik Ye G Aftandilyanc O V Zazimko K G Lopatko Herson OLDI plyus K Lira K 2013 612 s ISBN 978 966 2393 67 5LiteraturaMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2004 T 1 A K 640 s ISBN 966 7804 14 3 Glosarij terminiv z himiyi J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Doneck Veber 2008 758 s ISBN 978 966 335 206 0 Lazarenko Ye K Vinar O M Mineralogichnij slovnik K Naukova dumka 1975 774 s