유닛 셀 전체의 최소 발현을 나타내는 가상 공간 또는 영역이고; 화학의 경우 전체는 구조적 패턴에 따라 배열 된 원자, 이온 또는 분자로 구성된 결정체 일 것입니다.
이 개념을 구현하는 예는 일상 생활에서 찾을 수 있습니다. 이를 위해서는 요소의 특정 반복 순서를 나타내는 물체 또는 표면에주의를 기울일 필요가 있습니다. 일부 모자이크, 옅은 부조, 천장, 시트 및 월페이퍼는 일반적으로 단위 셀이 이해하는 것을 포함 할 수 있습니다.
고양이와 염소의 종이 단위 세포. 출처 : Hanna Petruschat (WMDE).
더 명확하게 설명하기 위해 위의 이미지를 바탕 화면으로 사용할 수 있습니다. 그 안에서 고양이와 염소는 두 가지 다른 감각으로 나타납니다. 고양이는 똑바로 또는 거꾸로 있고 염소는 위 또는 아래를 향하고 누워 있습니다.
이 고양이와 염소는 반복적 인 구조적 순서를 설정합니다. 전체 논문을 작성하려면 병진 운동을 사용하여 표면에 걸쳐 단위 세포를 충분한 횟수로 재현하는 것으로 충분합니다.
가능한 단위 셀은 파란색, 녹색 및 빨간색 상자로 표시됩니다. 이 세 가지 중 하나를 사용하여 역할을 얻을 수 있습니다. 그러나 이미지에서 관찰 된 것과 동일한 순서를 재현하는지 알아 보려면 표면을 따라 상상력으로 움직여야합니다.
빨간색 상자부터 시작하여 세 개의 열 (고양이와 염소)을 왼쪽으로 이동하면 염소 두 마리가 더 이상 하단에 나타나지 않고 하나만 나타납니다. 따라서 다른 시퀀스로 이어질 수 있으며 단위 셀로 간주 할 수 없습니다.
만약 그들이 상상력으로 파란색과 초록색의 두 상자를 움직이면 같은 순서의 종이가 얻어 질 것입니다. 둘 다 단위 세포입니다. 그러나 파란색 상자는 녹색 상자보다 작기 때문에 정의를 더 많이 따릅니다.
단위 셀 속성
방금 설명한 예제와 함께 자체 정의는 몇 가지 속성을 명확히합니다.
-공간에서 이동하면 방향에 관계없이 고체 또는 완전한 결정을 얻습니다. 이것은 고양이와 염소에서 언급했듯이 구조적 순서를 재현하기 때문입니다. 이는 반복 단위의 공간 분포와 같습니다.
-다른 가능한 셀 옵션에 비해 가능한 한 작아야합니다 (또는 적은 양을 차지).
-일반적으로 대칭입니다. 또한 대칭은 문자 그대로 화합물의 결정에 반영됩니다. 소금의 단위 셀이 입방체이면 결정은 입방체가됩니다. 그러나 왜곡 된 기하학을 가진 단위 셀로 설명되는 결정 구조가 있습니다.
-반복적 인 단위를 포함하며 점으로 대체 될 수 있으며, 이는 3 차원에서 격자라고 알려진 것을 구성합니다. 앞의 예에서 고양이와 염소는 더 높은 평면에서 본 격자 점을 나타냅니다. 즉, 2 차원입니다.
반복 단위 수
단위 셀의 반복 단위 또는 격자 점은 고체 입자의 동일한 비율을 유지합니다.
파란색 상자 안에 고양이와 염소의 수를 세면 두 마리의 고양이와 염소가 있습니다. 녹색 상자와 빨간색 상자도 마찬가지입니다 (이미 단위 셀이 아니라는 것이 알려진 경우에도).
예를 들어 고양이와 염소가 각각 G와 C 원자 (이상한 동물 용접)라고 가정합니다. 파란색 상자에서 G와 C의 비율은 2 : 2 또는 1 : 1이기 때문에 고체는 공식 GC (또는 CG)를 가질 것이라고 안전하게 예상 할 수 있습니다.
고체가 소금, 금속, 산화물, 황화물 및 합금에서와 같이 다소 조밀 한 구조를 가질 때 단위 셀에는 전체 반복 단위가 없습니다. 즉, 하나 또는 두 개의 단위를 더하는 부분 또는 일부가 있습니다.
이것은 GC의 경우가 아닙니다. 그렇다면 파란색 상자는 고양이와 염소를 둘 (1 / 2G 및 1 / 2C) 또는 네 부분 (1 / 4G 및 1 / 4C)으로 "분할"합니다. 다음 섹션에서는 이러한 단위 셀에서 망상 점이이 방법과 다른 방법으로 편리하게 분할된다는 것을 알 수 있습니다.
단위 셀을 정의하는 네트워크 상수는 무엇입니까?
GC 예제의 단위 셀은 2 차원입니다. 그러나 이것은 3 차원을 모두 고려하는 실제 모델에는 적용되지 않습니다. 따라서 정사각형 또는 평행 사변형은 평행 육면체로 변환됩니다. 이제 "세포"라는 용어가 더 의미가 있습니다.
이 세포 또는 평행 육면체의 치수는 각 측면과 각도의 길이에 따라 다릅니다.
아래쪽 이미지에는 a, b, c 측면과 α, β 및 γ 각도로 구성된 평행 육면체의 하단 후면 모서리가 있습니다.
단위 셀의 매개 변수. 출처 : Gabriel Bolívar.
보시다시피 a는 b와 c보다 약간 깁니다. 중앙에는 각각 ac, cb 및 ba 사이의 각도 α, β 및 γ를 나타내는 점선 원이 있습니다. 각 단위 셀에 대해 이러한 매개 변수는 상수 값을 가지며 대칭과 나머지 크리스탈의 대칭을 정의합니다.
약간의 상상력을 다시 적용하면 이미지 매개 변수는 가장자리 a에 뻗어있는 입방체 모양의 셀을 정의합니다. 따라서 단위 셀은 가장자리의 길이와 각도가 다르며 다양한 유형으로 분류 될 수 있습니다.
종류
14 개의 Bravais 네트워크와 7 개의 기본 크리스탈 시스템. 출처 : 원래 업 로더는 Portuguese Wikipedia의 Angrense였습니다.
위쪽 이미지에서 단위 셀 내의 점선으로 시작해야합니다. 방금 설명한대로 아래쪽 후면 각도를 나타냅니다. 격자 점 또는 반복 단위는 어디에 있습니까? 다음 질문을 할 수 있습니다. 셀이 비어 있다는 잘못된 인상을 주지만 정점에 답이 있습니다.
이러한 셀은 반복 단위 (이미지의 회색 점)가 정점에 위치하는 방식으로 생성되거나 선택됩니다. 이전 섹션에서 설정된 매개 변수의 값에 따라 각 단위 셀에 대한 상수, 7 개의 결정 시스템이 파생됩니다.
각 크리스탈 시스템에는 자체 단위 셀이 있습니다. 두 번째는 첫 번째를 정의합니다. 상단 이미지에는 7 개의 크리스탈 시스템에 해당하는 7 개의 상자가 있습니다. 또는보다 요약 된 방식으로 결정 네트워크. 따라서 예를 들어, 입방 단위 셀은 입방 결정 격자를 정의하는 결정 시스템 중 하나에 해당합니다.
이미지에 따르면 결정질 시스템 또는 네트워크는 다음과 같습니다.
-큐빅
-사각형
-사방 정계
-육각
-모노 클린
-Triclinic
-트리고 날
그리고 이러한 결정 시스템 내에서 14 개의 Bravais 네트워크를 구성하는 다른 것들이 발생합니다. 모든 결정질 네트워크 중에서 가장 기본적인 것입니다.
큐빅
큐브에서는 모든면과 각도가 동일합니다. 따라서이 단위 셀에서 다음 사항이 적용됩니다.
α = β = γ = 90º
세 개의 입방 단위 셀이 있습니다 : 단순 또는 원시, 신체 중심 (bcc) 및 얼굴 중심 (fcc). 차이점은 점이 분포하는 방식 (원자, 이온 또는 분자)과 점의 수에 있습니다.
다음 중 가장 컴팩트 한 셀은 무엇입니까? 부피가 점으로 더 많이 점유되는 것 :면을 중심으로 한 입방체. 처음부터 고양이와 염소를 점으로 대체하면 단일 셀에 국한되지 않습니다. 그들은 속하고 여러 사람이 공유 할 것입니다. 다시 말하지만 G 또는 C의 일부입니다.
단위 수
고양이 나 염소가 꼭지점에 있으면 8 개의 단위 셀이 공유합니다. 즉, 각 셀에는 G 또는 C의 1/8이 있습니다. 시각화하기 위해 각각 두 행의 두 열에있는 8 개의 큐브를 결합하거나 상상합니다.
고양이 나 염소가 얼굴에 있으면 2 개의 단위 세포에서만 공유됩니다. 그것을 보려면 두 개의 큐브를 함께 넣으십시오.
반면에 고양이 나 염소가 입방체의 중앙에 있으면 단일 단위 셀에만 속합니다. 개념이 해결되었을 때 메인 이미지의 상자에서도 마찬가지입니다.
데가 단순 입방 단위 셀 내에서, 상기 상기 는 8 개 정점 (1/8 = 1 × 8)을 가지고 있기 때문에 부 또는 망상 포인트. 몸통의 중심에있는 입방체의 경우 : 하나의 원자에 해당하는 8 개의 꼭지점과 중심에있는 점 또는 단위; 따라서 두 개의 단위가 있습니다.
그리고면 중심 입방 셀의 경우 : 8 개의 정점 (1)과 6 개의면이 있습니다. 여기서 각 점 또는 단위의 절반이 공유됩니다 (1/2 x 6 = 3); 따라서 4 개의 단위가 있습니다.
Tetragonal
정방 정계의 단위 셀에 대해서도 유사한 설명을 할 수 있습니다. 구조적 매개 변수는 다음과 같습니다.
α = β = γ = 90º
사방 정계
사방 정계 셀의 매개 변수는 다음과 같습니다.
α = β = γ = 90º
단 사정
단 사정 세포의 매개 변수는 다음과 같습니다.
α = γ = 90 °; β ≠ 90º
트라이 클리닉
삼 사정 세포의 매개 변수는 다음과 같습니다.
α ≠ β ≠ γ ≠ 90º
육각형
육각형 셀의 매개 변수는 다음과 같습니다.
α = β = 90 °; γ ≠ 120º
세포는 실제로 육각형 프리즘의 1/3을 구성합니다.
삼각
마지막으로 삼각 셀의 매개 변수는 다음과 같습니다.
α = β = γ ≠ 90º
참고 문헌
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