소개
결정의 전체 대칭을 갖는 원자의 가장 작은 수집이며 전체 격자는 실제로 3 차원의 반복에 의해 개발된다. 결정질 고체는 매일 및 반복되는 구성 입자의 패턴을 나타냅니다.
단위 셀 유형
- 원시 단위 세포
원시 단위 셀은 구성 입자가 모서리 장소를 가질 때 형성됩니다.
- 중앙에있는 단위 세포
중앙 단위 셀은 구성 입자가 모서리에있는 곳 이외의 장소를 차지하는 것입니다. 세 가지 종류의 중앙 단위 셀에는 세 가지 종류가 있습니다 :
- 바디 중심 유닛 셀
구성 입자가 신체의 중심에 있으면 바디 중심 단위 셀이라고합니다.
- 얼굴 중심 유닛 셀
얼굴 중앙 단위 셀은 구성 입자가 각면의 중앙에 위치한 것입니다.
- 종료 중심
엔드 중심의 단위 셀은 구성 입자가 반대되는 두면의 중간에 위치한 것입니다.
a =단위 셀의 가장자리 길이
r =원자의 반경 (포인트) 단위 셀의 순위
z =단위 셀의 원자 수
d =단위 셀의 밀도
na =avogadro의 숫자
m =단위 셀의 분자 질량
원시 입방 단위
원자 또는 분자이든 이온이든 원시 단위 셀의 성분 입자는 단위 셀의 모서리에만 위치 할 수 있음을 알고있을 수 있습니다. 앞에서 언급했듯이 결과적으로 단위 세포에서 수의 원자 수 단위 셀의 모서리에서는 해당 단위 셀의 총 물질량에 1/8을 기여합니다. 큐브에는 이제 8 개의 코너가 있으며 개선입니다.
결과적으로, 원시 단위 셀에는 총 16 개의 입자에 대해 각각의 입방 구조의 8 개의 모서리에 8 개의 입자가 있습니다. 이로 인해 총 기여는 다음과 같은 방식으로 계산 될 수 있습니다.
1/8 (코너 원자의 기여) × 8 (코너 수) =1
기본 센터 유닛 셀
이제 BCC 배열의 원자 수 에 대한 관심을 바꾸겠습니다. ? 신체 중심 단위 셀에는 4 개의 모서리 각각에 8 개의 원자가 있고 세포 중앙에는 1 개의 원자가 있습니다. 중앙의 입자와 기여에 관한 입자를 구별 할 수 있습니다. 주변은 특정 단위 셀의 총 용량의 8 분의 1을 기여합니다. 중앙 단위 셀은 격자의 다른 단위 셀에 의해 공유되지 않습니다. 신체 중심 단위 셀의 총 원자 수는 총 원자 수를 계산할 때 다음과 같이 결정됩니다.
(1/8 × 8) + (1 × 1) =2
얼굴 중심 단위 세포
얼굴 중심 단위 세포 입자는 이제 입방 구조의 가장자리와면 전체에 존재하여 세포 입자를 갖는 얼굴 중심 단위를 형성한다. 8 모서리의 원자는 각각 단위 셀의 총 에너지량의 8 분의 1을 기여합니다. 격자가있을 때, 2 개의 단위 셀은 구조의면에서 원자를 동일하게 공유합니다. 결과적으로 그들의 기여는 최대 절반의 크기입니다. 입방 세포에는 6 개의면이있어 기억해야합니다. 따라서 얼굴 중심 단위 셀에서 총 원자 수는
입니다.(1/8 × 8) + (1/2 × 6) =4
HCP 단위 셀 볼륨
단위 셀은 결정을 내릴 수있는 결정의 가장 작은 표현입니다. 육각형 가장 가까운 포장 된 (HCP) 결정 구조는 12의 배위 수와 6 개의 원자의 단위 세포 밀도를 가지므로, 가장 밀도가 가장 높은 결정 구조로 알려져 있습니다. 얼굴 중심 입방 (FCC) 구조는 12의 배위 수와 4 개의 원자의 단위 셀 크기를 가지므로 비대칭 구조가됩니다.
입방 결정 시스템 계산에서 단위 셀당 입자 수 :
1. 각 격자 위치에서 각 원자의 기여 계산
- 코너 원자는 8 개의 단위 셀에 의해 공유됩니다. 따라서 그 기여는 =1x (1/8) =1/8입니다. 입니다
- 얼굴의 원자는 두 개의 단위 셀에 의해 공유되기 때문에 그 기여는 =1x (1/2) =1/2. 입니다.
- 단위 셀의 중심에있는 원자는 다른 단위 셀과 공유되지 않으며 그 기여는 =1 입니다.
- 가장자리의 원자는 4 개의 단위 셀에 의해 공유되며, 그 기여는 =1x (1/4) =1/4 입니다.
2. 단위 셀에서 원자 수를 계산합니다
- 단순 [기본] 단위 셀 :모서리에 8 개의 원자가 존재하며 각각은 1/8에 기여하므로 8 x 1/8 =1 원자입니다.
- 바디 센터링 장치 셀 (BCC) :
- -1/8 x 8 =1 원자 =1. 8 코너
- 1 중간의 원자 =1 x 1 =1
- 그래서 총 원자 수는 1 + 1 =2 원자입니다.
3. 얼굴 중심 단위 셀 (FCC)에서 :
- 코너에서의 원자 기여 =1/8 x 8 =1
- 면에서의 원자 기여 =1/3 x 6 =3
- 그래서 총 원자 수는 3 + 1 =4입니다.
결론
우리는 단위 셀이 결정질 고체의 기본 빌딩 블록이라는 것을 배웠습니다. 이진 치환 합금을 고려하여 격자 및 기타 결정질 결함의 결정에 대한 열역학적 묘사의 중요성을 더 잘 이해할 수 있습니다.
단위 셀은 세포 가장자리와 그에 해당하는 가장자리의 천사에 따라 여러 가지 모양을 취할 수 있습니다. 그것은 고유 한 원자 구성이있는 기본 빌딩 블록입니다.
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