Kristal panjaraning birlik xujayrasi materiallarning mikro tuzilishini tasvirlash uchun xizmat qiladi. Moddaning ko'pgina fizikaviy va kimyoviy xossalari uning parametrlariga bog'liq: qattiqlik, erish nuqtasi, elektr va issiqlik o'tkazuvchanligi, plastiklik va boshqalar. Ushbu elementar tuzilmalarning turlari 19-asrda tasvirlangan. Turlardan biri ibtidoiy hujayradir. Moddiy tuzilmadagi birlik katakchani ajratib olish uchun bir qator shartlar bajarilishi kerak.
Kristal panjara
Barcha qattiq jismlarni ichki tuzilishiga ko’ra ikki shaklga bo’lish mumkin: amorf va kristall. Ikkinchisining o'ziga xos xususiyati zarrachalarning o'ziga xos tashkil etilgan tuzilishidir.
Kristal panjarasi qattiq kristallarning soddalashtirilgan uch oʻlchamli modeli boʻlib, fizika, kimyo, biologiya, mineralogiya va boshqa fanlarda ularning xossalarini tahlil qilish uchun ishlatiladi. Tashqi tomondan, u to'rga o'xshaydi. Uning tugunlarida moddaning atomlari joylashgan. Ushbu nuqtalar majmuasi har bir turga xos bo'lgan o'ziga xos, muntazam takrorlanadigan tartibga ega.moddalar.
Birlik katak nima?
Kristal panjaraning birlik katakchasi qattiq jismning eng kichik qismi boʻlib, uning xossalarini tavsiflash imkonini beradi. U tarmoqning asosi boʻlib xizmat qiladi va unda son-sanoqsiz takrorlanadi.
Ushbu model kristallarning ichki tuzilishining vizual tavsifini soddalashtirish uchun ishlatiladi. Bunda 3 ta kristallografik koordinata o'qlari tizimi qo'llaniladi, ular odatdagi ortogonallardan ma'lum o'lchamdagi chekli segmentlar ekanligi bilan farq qiladi. O'qlar orasidagi burchaklar 90° ga teng yoki bilvosita bo'lishi mumkin.
Agar siz ma'lum hajmni elementar hujayralar bilan zich qilib to'ldirsangiz, ideal monokristalni olishingiz mumkin. Amalda polikristallar ko'proq tarqalgan bo'lib, ular fazoda cheklangan bir nechta muntazam tuzilmalardan iborat.
Koʻrishlar
Fanda oʻziga xos geometriyaga ega boʻlgan panjaralarning elementar hujayralarining 14 turi mavjud. Ular birinchi marta 1848 yilda frantsuz fizigi Ogyust Brava tomonidan tasvirlangan. Bu olim kristallografiyaning asoschisi hisoblanadi.
Kristall panjaraning bu tipdagi elementar tuzilmalari yon tomonlarning uzunliklari nisbati va burchaklarning tengligiga qarab singoniyalar deb ataladigan 7 toifaga birlashtirilgan:
- kub;
- tetragonal;
- ortorombik;
- romboedral;
- olti burchakli;
- triclinic.
Tabiatda eng oddiy va keng tarqalganulardan birinchi toifa bo'lib, u o'z navbatida 3 turdagi panjaralarga bo'linadi:
- Oddiy kub. Barcha zarralar (va ular atomlar, elektr zaryadlangan zarralar yoki molekulalar bo'lishi mumkin) kubning uchlarida joylashgan. Bu zarralar bir xil. Har bir hujayrada 1 ta atom mavjud (8 ta burchak × 1/8 atom=1).
- Tana markazlashtirilgan kub. U avvalgi modeldan kub markazida yana bitta zarracha borligi bilan farq qiladi. Har bir hujayrada 2 ta modda atomi mavjud.
- Yuz markazlashtirilgan kub. Zarrachalar elementar hujayraning uchlarida, shuningdek, barcha yuzlarning markazida joylashgan. Har bir hujayrada 4 ta atom mavjud.
Ibtidoiy katak
Elementar yacheyka ibtidoiy hujayra deyiladi, agar uning zarralari faqat panjara uchlarida joylashgan boʻlsa va boshqa joylarda boʻlmasa. Uning hajmi boshqa turlarga nisbatan minimaldir. Amalda, u ko'pincha past simmetrik bo'lib chiqadi (masalan, Wigner-Seitz hujayrasi).
Ibtidoiy bo'lmagan hujayralar uchun hajm markazidagi atom ularni 2 yoki 4 ta bir xil qismga ajratadi. Yuz markazlashtirilgan strukturada 8 qismga bo'linish mavjud. Metalografiyada ibtidoiy hujayra emas, balki elementar tushunchasi qo'llaniladi, chunki birinchi hujayraning simmetriyasi materialning kristall tuzilishini to'liqroq tavsiflashga imkon beradi.
Belgilar
Barcha 14 turdagi elementar hujayralar umumiy xususiyatlarga ega:
- ular kristalldagi eng oddiy takrorlanuvchi tuzilmalar;
- har bir panjara markazi bittadan iboratzarrachalar, panjara tugunlari deb ataladi;
- hujayra tugunlari kristall geometriyasini tashkil etuvchi toʻgʻri chiziqlar bilan oʻzaro bogʻlangan;
- qarama-qarshi yuzlar parallel;
- elementar strukturaning simmetriyasi butun kristall panjaraning simmetriyasiga mos keladi.
Elementar hujayraning tuzilishini tanlashda ba'zi qoidalarga amal qilinadi. Unda bo'lishi kerak:
- eng kichik hajm va maydon;
- bir xil qirralarning va ular orasidagi burchaklarning eng katta soni;
- toʻgʻri burchaklar (agar iloji boʻlsa);
- fazoviy simmetriya, butun kristall panjaraning simmetriyasini aks ettiruvchi.
Ovoz
Elementar katakning hajmi uning geometrik shakliga qarab aniqlanadi. Kub singoniyasi uchun u uchinchi darajaga ko'tarilgan yuzning uzunligi (atomlarning markazdan markazga masofasi) sifatida hisoblanadi. Olti burchakli tizim uchun hajmni quyidagi formula yordamida aniqlash mumkin:
bu yerda a va c kristall panjara parametrlari boʻlib, angstromlarda oʻlchanadi.
Amalda kristall panjaraning parametrlari keyinchalik birikmaning tuzilishini, atom massasini (ma'lum hajmning og'irligi va Avogadro sonidan kelib chiqqan holda) yoki uning radiusini aniqlash uchun hisoblanadi.
