1. кристална решетка
Строго подредени или редовен пространственото разположение на атоми се характеризира с това, че има три вектори а, б, в, образуваща ъгъл # 945;, # 946;, # 947; (Фиг. 1), че всяка постъпателно преместване
Фиг. 1. диплома за начално паралелепипед
в която п, т, л - произволни числа води до пълно съвместяване с оригиналната кристална решетка. Разграничаване 7 различни системи за взаимното положение модели вектори (syngonies) и 4 вида елементарни кристални клетки (Таблица 1). Кристална система определя в зависимост от съотношението на дължините на базата на векторите на а, Ь, с и ъгли стойности # 945;, # 946;, # 947;. Най-малко симетрични триклинна система е: и, и най-симетричен кубичен система (,). Освен това, тъй като загубата на симетрия на елементи последвано тетрагонална (,) и орторомбична (симетрия). За шестоъгълна система ,, триъгълни и моноклинна.
Всяка кристална система, в зависимост от симетрия може да се изгради не повече от 4 вида кристална решетка на единични клетки (Фиг. 2). Всички елементарни клетки, изградени на базата вектори а, Ь, с, във всеки от осемте върховете трябва да бъде атом. Освен това, всеки атом на единичната клетка е също част от другите осем съседни единични клетки. Следователно, за най-прост (примитивен Обозначена наричан Р) на единица клетка, в който атомите са разположени само на върховете, се смята, че една единична клетка е само един атом. Този примитивен единична клетка може да бъде конструиран за всички видове кристални системи.
В единица клетка на тялото в центъра (означена с буквата I), с изключение на върховете атома има един допълнителен атом в центъра на клетката, която не е включена в друга съседна клетка. Следователно, за всеки орган в центъра на единична клетка 2 на атома. Тяло центрирана единична клетка може да бъде конструиран за кубически, четириъгълни и Орторомбичните кристални системи.
единица клетка лице в центъра (означени с буквата F) допълнителни атоми са разположени в центъра на всяка от шестте лица, и при което всеки такъв атом принадлежи към две единични клетки. По този начин, всяка страна в центъра на единична клетка 4 атома. Лице центриран единична клетка може да бъде конструирана за кубически и орторомбична.
Накрая, може да се изгради база в центъра на клетка с две допълнителни атоми в горната и долната повърхности (означен с С) до орторомбична кристална система и две допълнителни атоми в двете странични стени (определени от Б) до моноклинна кристал система. Bazo центрирана елементарна клетка съдържа два атома.
Така че, като цяло имаме 14 вида кристални решетки, които се наричат кристална решетка.
Crystal симетрия и техните характеристики
Фиг. 3. Пет кристална решетка на двумерен случая със специален единична клетка: квадратни (а), обикновено правоъгълна (б), центрирано правоъгълна (б), шестоъгълна (R), наклонена (г).
Има и друг метод за конструиране на примитивна единица клетка на кристалната решетка, която съдържа един атом и е многостен. Тези единични клетки заедно напълно изпълват цялото пространство. Тази единица клетка се нарича Вигнер-Seitz и е конструирана както следва. Вземете произволен атом от него държи линията на всички близки атоми и през средата на тези линии се държат перпендикулярно на равнината им. Пресечната точка на тези плоскости, образуващи многостен, който се нарича единица клетка Вигнер-Seitz дадена кристална решетка. Фиг. 4 показва Вигнер-Seitz клетката за кубична решетка тялото центрирано и лице в центъра. Те са tetrakondekaedr (скъсен редовен октаедър) и ромбич dodekander съответно.
Фиг. 4. Клетките Вигнер-Seitz Ск (а) FCC и (б) кристални решетки.
2. реципрочен решетка
При разглеждането на електронните свойства и вибрациите на кристала, и при разглеждането на отражение по-голяма роля на рентгенова играе понятието взаимното решетка, която се основава на пространство конюгат координират. Размерът на реципрочно пространство е обратна единица дължина. Това реципрочно пространство с всяка кристална решетка базисни вектори (1), поставен в съответствие с реципрочните решетъчни базисни вектори определят чрез векторни продукти
където - размерът на елементарен паралелепипед, образувана от базисни вектори (1).
Лесно е да се види, че за базисни вектори на движение напред и назад мрежи, отношенията
По този начин, производно на реципрочно решетка вектор
равнина, перпендикулярна на линията на решетката, и определени показатели съответно от дължината на вектор е равен на реципрочната стойност на разстоянието между двете равнини близките такива. Следователно, всяка равнина решетка с прави индекси съответства реципрочни координати решетка. Ето защо, ако ние считаме отражението на рентгенови лъчи от семейство на успоредни равнини на кристалната решетка, посоката на разпространение на лъчи определят формула Браг.
при което - разстоянието между успоредните плоскости на това семейство, - дължината на вълната на рентгеновите лъчи - произволно число.
По този начин, всяка от взаимно решетка възел отговаря на разрешено посока на отражение на рентгенови лъчи от равнините права решетка.
Сега нека да поговорим за това как този или онзи формира редовен кристална решетка на солидна. Вероятно стабилност на кристалната структура се определя от минимум потенциалната енергия на взаимодействие на атоми и молекули. Нека разгледаме един прост модел, при който атоми, представени под формата на твърди топки. Такъв модел се описва много добре кристалната решетка на метала, при положително заредени йони се "свиване" в тясно опаковани структура чрез взаимодействие с отрицателно заредени електрони газ. Самите йони отблъскват един от друг поради взаимодействия Кулон. След привличане и отблъскване на атомите в този случай е изотропно, тогава модел на твърди сфери е доста подходящо. Минимална потенциална енергия ще бъде постигната, ако топките ще запълнят голяма част от пространството, а всяка топка трябва в същото време, тъй като е възможно да взаимодействат с голям брой други топки.
Най-плътна опаковка на идентични области се постига, когато равнината на разположение на възли на двуизмерен шестоъгълна решетка. Вторият слой шестоъгълна най-ефективно, намиращ се над първата, ако отклонението за производство на оригиналната решетка
Третият слой може да бъде разположен по два различни начина. Първият метод - да се съчетаят решетката с третия слой на първата решетка. След това полученият шестоъгълна решетка с шестоъгълна плътно опаковани структура (НСР). Вторият метод отново чрез изместване решетка трети слой спрямо vtorogo.V на решетка този случай лице центрирана кубична решетка.
За HCP кристална решетка на твърди топки са празни, в който можете да поставите малки топки, освен това, има два типа на работни места.
Кариерен център от същия тип е на еднакво разстояние от шест топки се нарича осмостенна позиция. радиус на балона, който може да бъде поставен в тази позиция е
Друг тип работа се нарича тетраедални позиция и нейният център на еднакво разстояние от четирите съседни топки и радиуса топка, която може да се постави в това положение, се
Лесно е да се разбере, че броят на осмостенна обекти в решетката е броят на топки, а броят на тетраедър - два пъти. Това означава, че е възможно да се помисли за структурната организация на диамант под формата на твърди топки, чийто диаметър е равен на дължината на един С-С връзка, т.е. около 1,4 ÅЧия центрове са разположени на възлите на лице центрирана кубична решетка (дължина куб ръб е равна на приблизително 3,6 Å) И в четирите центрове (шахматно) октанта куб. По този начин, четири атоми, номерирани на фиг. 1 цифри са най-близо до атом (не е показан), разположен в центъра на горната дясна октант. Следната Фиг. 4 това октант е показан отделно. Фигурата показва също координира диамант тетраедър структура.
1. Наночастиците с HCC
Метали и благородни газове обикновено кристализират в тясно опаковани решетка. Това, например, метали, Ag, Au, Al, Co, Cu, Pb, Pt, Ph NL и благородни газове, Ar, Кг, XL.
14-hedron наречен кубоктаедър.
Той е най-малкият от възможните наночастици. Ако го съградим върху още един слой на 42 топки, можете да получите на следващия стабилен HV, състояща се от 55 атома.
Свързани статии