Структура кристалів - Студопедія
Слід розрізняти поняттякристалічні гратиіструктура кристала. Структура кристала – це фізична реальність, конкретне розташування просторі різних атомів. Кристалічна решітка – це геометричний образ структури, що відбиває лише симетрію розташування частинок кристала. Для повнішого опису структури кристалів використовують поняття базис.Базисом кристалічної структуриназивають сукупність певним чином розташованих у просторі різних атомів, що припадають на один елементарний осередок. Тобто. перераховуються всі атоми, що повністю належать одному елементарному осередку, разом з їх координатами в цьому осередку. Таким чином, якщо елементарна осередок визначає розмір і форму «елементарних цеглинок», з яких побудований кристал, то базис визначає «матеріал» цих цеглинок. Інакше кажучи, базис це «елементарний блок речовини», періодичним повторенням якого у просторі відтворюється весь аналізований кристал.
Базис складних органічних кристалів, що складаються з великих молекул, може включати кілька тисяч різних атомів. У найпростішому випадку, коли у вузлах кристалічних ґрат розташовані однотипні атоми або іони, базис складається тільки з однієї або декількох таких частинок. Така ситуація характерна, зокрема, для металів. Якщо структуру металу описує кристалічні грати з примітивним осередком (рис. 1), то базис такої структури складається лише з одного атома даного металу. (Дійсно, в даному випадку, кожен атом металу, розташований у вузлі кристалічної решітки, знаходиться на перетині 8 аналогічних осередків і належить осередку, що розглядається, тільки на ⅛ частина. Але оскільки таких вузлів в осередку 8, то повністюналежить їй як один атом, що становить за визначенням базис. Переміщуючи цей атом-базис вздовж координатних осей з кроком, відповідним періодам кристалічних ґрат, відтворюється вся просторова структура металу). У разі об'ємоцентрованого осередку базис складають 2 атоми металу (атом у центрі осередку повністю належить даному осередку, плюс один атом дають вузли, розташовані у вершинах осередку), а гранецентрованого – 4 (кожен з 6 атомів, розташованих у центрах граней, належить розглядати на ½ частина).
Система симетрії, величина періодів ґрат та базис повністю визначають кристалічну структуру конкретного матеріалу. Якщо ці параметри відомі, то відомою вважається і структура кристала. Однак для більш повного опису структури іноді використовують такі додаткові параметри, як координаційне число та коефіцієнт компактності.Координаційним числомназивають число найближчих рівновіддалених сусідів будь-якого атома. Якщо як приклад розглядати структуру, зображену на рис. 1, то для неї координаційне число дорівнює шести.Коефіцієнт компактності(ступінь компактності) являє собою відношення об'єму, зайнятого атомами, до всього об'єму елементарного осередку. У разі чистих металів коефіцієнт компактності може сягати величини 0,74. Це означає, що 74 % обсягу металу зайнято атомами, а решту його становлять порожнечі (пори).
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: