SEL UNIT: SIFAT, PEMALAR RANGKAIAN DAN JENISNYA - KIMIA - 2026

The sel unit adalah ruang khayalan atau rantau yang mewakili ungkapan minimum daripada keseluruhan; bahawa dalam hal kimia, keseluruhannya adalah kristal yang terdiri daripada atom, ion atau molekul, yang disusun mengikut pola struktur.

Contoh yang merangkumi konsep ini dapat dijumpai dalam kehidupan seharian. Untuk ini, perlu memperhatikan objek atau permukaan yang menunjukkan susunan elemen tertentu yang berulang. Sebilangan mozek, relief, langit-langit, lembaran dan kertas dinding, dapat merangkumi secara umum apa yang difahami oleh unit sel.

Sel unit kertas kucing dan kambing. Sumber: Hanna Petruschat (WMDE).

Untuk menggambarkannya dengan lebih jelas, kami mempunyai gambar di atas yang boleh dijadikan wallpaper. Di dalamnya kucing dan kambing muncul dengan dua deria alternatif; kucing tegak atau terbalik, dan kambing berbaring menghadap ke atas atau ke bawah.

Kucing dan kambing ini membentuk urutan struktur berulang. Untuk membina keseluruhan kertas, cukup untuk menghasilkan semula sel unit di permukaan permukaan sebanyak kali, dengan menggunakan gerakan terjemahan.

Sel unit yang mungkin diwakili oleh kotak biru, hijau dan merah. Mana-mana tiga ini boleh digunakan untuk mendapatkan peranan; tetapi, adalah mustahak untuk memindahkannya secara imajinatif ke permukaan untuk mengetahui sama ada mereka menghasilkan semula urutan yang sama yang diperhatikan dalam gambar.

Bermula dengan kotak merah, akan diketahui bahawa jika tiga tiang (kucing dan kambing) dipindahkan ke kiri, dua kambing tidak lagi muncul di bahagian bawah tetapi hanya satu. Oleh itu, ia akan membawa kepada urutan lain dan tidak boleh dianggap sebagai sel unit.

Manakala jika mereka secara imajinatif memindahkan dua kotak, biru dan hijau, urutan kertas yang sama akan diperoleh. Kedua-duanya adalah sel unit; namun, kotak biru lebih mematuhi definisi, kerana kotaknya lebih kecil daripada kotak hijau.

Sifat Unit Unit

Definisi tersendiri, sebagai tambahan kepada contoh yang baru dijelaskan, menjelaskan beberapa sifatnya:

-Jika mereka bergerak di angkasa, tanpa mengira arah, kristal pepejal atau lengkap akan diperoleh. Ini kerana, seperti yang disebutkan dengan kucing dan kambing, mereka memperbanyak urutan struktur; yang sama dengan taburan spasial unit berulang.

-Mereka mesti sekecil mungkin (atau menempati sedikit kelantangan) berbanding dengan pilihan sel lain yang mungkin.

-Mereka biasanya simetri. Juga, simetrinya secara harfiah tercermin dalam kristal sebatian; jika sel unit garam itu padu, kristalnya akan menjadi padu. Walau bagaimanapun, terdapat struktur kristal yang digambarkan sebagai sel unit dengan geometri yang menyimpang.

-Mereka mengandung unit berulang, yang dapat diganti dengan titik, yang kemudian membentuk apa yang dikenali sebagai kisi dalam tiga dimensi. Dalam contoh sebelumnya kucing dan kambing mewakili titik kisi, dilihat dari pesawat yang lebih tinggi; iaitu dua dimensi.

Bilangan unit berulang

Unit berulang atau titik kisi sel unit mengekalkan bahagian zarah pepejal yang sama.

Sekiranya anda mengira bilangan kucing dan kambing di dalam kotak biru, anda akan mempunyai dua ekor kucing dan kambing. Perkara yang sama berlaku dengan kotak hijau, dan dengan kotak merah juga (walaupun sudah diketahui bahawa ia bukan sel unit).

Katakan sebagai contoh bahawa kucing dan kambing masing-masing adalah atom G dan C (haiwan yang aneh). Oleh kerana nisbah G ke C adalah 2: 2 atau 1: 1 di kotak biru, dapat dijangkakan bahawa pepejal itu akan mempunyai formula GC (atau CG).

Apabila pepejal mempunyai struktur yang kurang lebih padat, seperti yang berlaku dengan garam, logam, oksida, sulfida dan aloi, dalam sel unit tidak ada unit berulang keseluruhan; iaitu, ada bahagian atau bahagiannya, yang menambah hingga satu atau dua unit.

Ini tidak berlaku untuk GC. Sekiranya demikian, kotak biru akan "membelah" kucing dan kambing menjadi dua (1 / 2G dan 1 / 2C) atau empat bahagian (1 / 4G dan 1 / 4C). Pada bahagian seterusnya dapat dilihat bahawa dalam sel unit ini titik retikular dibahagikan dengan mudah dengan cara ini dan lain-lain.

Pemalar rangkaian apa yang menentukan sel unit?

Sel unit dalam contoh GC adalah dua dimensi; namun, ini tidak berlaku untuk model sebenar yang mempertimbangkan ketiga-tiga dimensi. Oleh itu, segiempat sama atau selari, diubah menjadi paralel. Sekarang, istilah "sel" lebih masuk akal.

Dimensi sel atau parallelepiped ini bergantung pada berapa lama sisi dan sudut masing-masing.

Pada gambar bawah kita mempunyai sudut belakang bawah paralel, yang terdiri dari sisi a, b dan c, dan sudut α, β dan γ.

Parameter sel unit. Sumber: Gabriel Bolívar.

Seperti yang dapat dilihat, a sedikit lebih panjang daripada b dan c. Di tengahnya terdapat lingkaran putus-putus untuk menunjukkan sudut α, β dan γ, antara ac, cb dan ba, masing-masing. Untuk setiap sel unit parameter ini mempunyai nilai yang tetap, dan menentukan simetri dan kristal selebihnya.

Menerapkan beberapa imaginasi lagi, parameter gambar akan menentukan sel seperti kubus yang terbentang di pinggirnya a. Oleh itu, sel unit timbul dengan panjang dan sudut yang berbeza dari pinggirnya, yang juga dapat dikelaskan kepada pelbagai jenis.

Jenis-Jenis

14 rangkaian Bravais dan tujuh sistem kristal asas. Sumber: Pengunggah asal adalah Angrense di Wikipedia Portugis.

Perhatikan untuk bermula dengan gambar atas garis putus-putus dalam sel unit: mereka menunjukkan sudut belakang yang lebih rendah, seperti yang baru dijelaskan. Soalan berikut boleh diajukan, di mana titik kisi atau unit berulang? Walaupun mereka memberikan gambaran yang salah bahawa sel-sel itu kosong, jawapannya terletak di bucu mereka.

Sel-sel ini dihasilkan atau dipilih sedemikian rupa sehingga unit berulang (titik-titik gambar berwarna kelabu) terletak di bucu mereka. Bergantung pada nilai parameter yang ditentukan pada bahagian sebelumnya, pemalar bagi setiap sel unit, tujuh sistem kristal diturunkan.

Setiap sistem kristal mempunyai sel unitnya sendiri; yang kedua mentakrifkan yang pertama. Pada gambar atas terdapat tujuh kotak, sesuai dengan tujuh sistem kristal; atau dengan cara yang lebih ringkas, rangkaian kristal. Oleh itu, sebagai contoh, sel unit padu sepadan dengan salah satu sistem kristal yang menentukan kisi kristal padu.

Menurut gambar, sistem atau rangkaian kristal adalah:

-Kubik

-Tetragonal

-Orthorhombik

-Heksagonal

-Monoklinik

-Triklinik

-Trigonal

Dan di dalam sistem kristal ini muncul sistem lain yang membentuk empat belas rangkaian Bravais; bahawa di antara semua rangkaian kristal, mereka adalah yang paling asas.

Kubik

Dalam kubus semua sisi dan sudutnya sama. Oleh itu, dalam sel unit ini, perkara berikut adalah benar:

α = β = γ = 90º

Terdapat tiga sel unit padu: sederhana atau primitif, berpusatkan badan (bcc), dan berpusatkan muka (fcc). Perbezaannya terletak pada bagaimana titik-titik diedarkan (atom, ion atau molekul) dan jumlahnya.

Sel mana yang paling padat? Yang volumnya lebih banyak ditumpukan pada titik: kubik yang berpusat pada wajah. Perhatikan bahawa jika kita menggantikan titik untuk kucing dan kambing sejak awal, ia tidak akan terhad kepada satu sel; mereka akan menjadi milik dan akan dikongsi oleh beberapa orang. Sekali lagi, ia adalah bahagian G atau C.

Bilangan unit

Sekiranya kucing atau kambing berada di bucu, mereka akan dikongsi oleh 8 unit sel; iaitu, setiap sel mempunyai 1/8 G atau C. Bergabung atau bayangkan 8 kubus, dalam dua lajur dua baris masing-masing, untuk memvisualisasikannya.

Sekiranya kucing atau kambing berada di wajah, mereka hanya akan dikongsi oleh 2 unit sel. Untuk melihatnya, letakkan bersama dua kiub.

Sebaliknya, jika kucing atau kambing berada di tengah-tengah kubus, mereka hanya akan tergolong dalam satu unit sel; Perkara yang sama berlaku dengan kotak pada gambar utama, ketika konsep itu ditangani.

Mempunyai kata di atas, dalam sel unit padu yang mudah terdapat satu unit atau titik reticular, kerana ia mempunyai 8 bucu (1/8 x 8 = 1). Untuk sel padu yang berpusat di badan terdapat: 8 bucu, yang sama dengan satu atom, dan satu titik atau unit di tengahnya; oleh itu, terdapat dua unit.

Dan untuk sel kubik berpusat muka terdapat: 8 bucu (1) dan enam muka, di mana separuh dari setiap titik atau unit dikongsi (1/2 x 6 = 3); oleh itu, ia mempunyai empat unit.

Tetragonal

Komen serupa boleh dibuat mengenai sel unit untuk sistem tetragonal. Parameter strukturnya adalah seperti berikut:

α = β = γ = 90º

Orthorhombik

Parameter untuk sel orthorhombic adalah:

α = β = γ = 90º

Monoklinik

Parameter untuk sel monoklinik adalah:

α = γ = 90 °; β ≠ 90º

Triclinic

Parameter untuk sel triklinik adalah:

α ≠ β ≠ γ ≠ 90º

Heksagon

Parameter untuk sel heksagon adalah:

α = β = 90 °; γ ≠ 120º

Sel sebenarnya merupakan sepertiga dari prisma heksagon.

Trigonal

Dan akhirnya, parameter untuk sel trigonal adalah:

α = β = γ ≠ 90º

Rujukan

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (Edisi ke-8.) CENGAGE Pembelajaran P 474-477.
2. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
3. Wikipedia. (2019). Sel primitif. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
4. Bryan Stephanie. (2019). Sel Unit: Parameter Kisi & Struktur Kubik. Kaji. Dipulihkan dari: study.com
5. Pusat Sumber Akademik. (sf). Struktur kristal. . Institut Teknologi Illinois. Dipulihkan dari: web.iit.edu
6. Belford Robert. (7 Februari 2019). Kekisi kristal dan sel unit. Libreteks Kimia. Dipulihkan dari: chem.libretexts.org