Кристалічна ґратка — Вікіпедія

Див. також: Кристалічна структура
Кристалічна ґратка
CMNS: Кристалічна ґратка у Вікісховищі
Кристалічна ґратка

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.

Примітивна комірка[ред. | ред. код]

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[ред. | ред. код]

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.

Типи просторових ґраток
Кристалічні системи
(Сингонія) 		14 ґраток Браве
триклінна Triclinic  
моноклінна примітивна базоцентрована  
Monoclinic, simple Monoclinic, centered
ромбічна примітивна базоцентрована об'ємноцентрована гранецентрована
Orthorhombic, simple Orthorhombic, base-centered Orthorhombic, body-centered Orthorhombic, face-centered
гексагональна Hexagonal  
тригональна Rhombohedral  
тетрагональна примітивна об'ємноцентрована  
Tetragonal, simple Tetragonal, body-centered
кубічна примітивна об'ємноцентрована гранецентрована  
Cubic, simple Cubic, body-centered Cubic, face-centered

Основні параметри кристалічних ґраток[1]:

  • 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[ред. | ред. код]

Дефекти кристалічної ґратки. а — незаповнений вузол (вакансія); б — власний атом між вузлами; в — чужорідний атом між вузлами; г — чужорідний атом у вузлі; д — йон з аномальним зарядом.

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[ред. | ред. код]

Дефекти кристалічних ґраток, що полягають у розміщенні певної кількості атомів чи йонів у міжвузлях, причому частина вузлів може залишитись незайнятою.

Дефекти Шоткі[ред. | ред. код]

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[ред. | ред. код]

Структурний безлад, що виникає з неправильного розташування елементарних комірок у кристалі.

Енергія ґратки[ред. | ред. код]

  • 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[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. ↑ Афтанділянц Є. Г. Матеріалознавство: підручник / Є. Г. Афтанділянц, О. В. Зазимко, К. Г. Лопатько. — Херсон: ОЛДІ-плюс; К.: Ліра-К, 2013. — 612 с. — ISBN 978-966-2393-67-5

Література[ред. | ред. код]

  • Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
  • 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. — ISBN 978-966-335-206-0
  • Лазаренко Є. К., Винар О. М. Мінералогічний словник, К.: Наукова думка. — 1975. — 774 с.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Кристалічна_ґратка&oldid=41181252