Struktur Struktur Kristal, Jenis dan Contoh



itu struktur kristal Ini adalah salah satu keadaan padat yang dapat diadopsi oleh atom, ion, atau molekul di alam, yang ditandai dengan memiliki penataan ruang yang tinggi. Dengan kata lain, ini adalah bukti dari "arsitektur sel hidup" yang mendefinisikan banyak tubuh dengan penampilan yang terang dan sangat menarik..

Apa yang dipromosikan atau kekuatan apa yang bertanggung jawab atas simetri ini? Partikel-partikel tidak sendirian, tetapi berinteraksi satu sama lain. Interaksi ini mengkonsumsi energi dan mempengaruhi stabilitas padatan, sehingga partikel berusaha untuk mengakomodasi diri mereka sendiri untuk meminimalkan kehilangan energi ini.

Kemudian, sifat intrinsik mereka membuat mereka menempatkan diri dalam pengaturan tata ruang yang paling stabil. Sebagai contoh, ini bisa jadi tempat tolakan antara ion dengan muatan yang sama minimal, atau di mana juga beberapa atom - seperti yang logam - menempati volume terbesar yang mungkin ada dalam kemasannya..

Kata "kristal" memiliki makna kimia yang dapat disalahpahami untuk benda lain. Secara kimia, ini mengacu pada struktur yang teratur (secara mikroskopis) yang, misalnya, dapat terdiri dari molekul DNA (kristal DNA).

Namun, itu populer disalahgunakan untuk merujuk ke objek atau permukaan kaca, seperti cermin atau botol. Tidak seperti kristal sejati, kaca terdiri dari struktur silikat (amorf) yang berantakan dan banyak zat tambahan lainnya.

Indeks

  • 1 Struktur
    • 1.1 Sel satu
  • 2 Jenis
    • 2.1 Menurut sistem kristalnya
    • 2.2 Menurut sifat kimianya
  • 3 Contoh
    • 3.1 K2Cr2O7 (sistem triclinic)
    • 3,2 NaCl (sistem kubik)
    • 3,3 ZnS (wurtzite, sistem heksagonal)
    • 3,4 CuO (sistem monoklinik)
  • 4 Referensi

Struktur

Di gambar atas beberapa permata zamrud diilustrasikan. Sama seperti ini, banyak mineral lain, garam, logam, paduan dan berlian menunjukkan struktur kristal; Tapi apa hubungan antara pemesanan dan simetri??

Jika kristal, yang partikelnya dapat diamati dengan mata telanjang, menerapkan operasi simetri (membalikkan, memutarnya pada sudut yang berbeda, memantulkannya dalam bidang, dll.), Maka akan ditemukan tetap utuh di semua dimensi ruang.

Sebaliknya terjadi untuk padatan amorf, dari mana urutan yang berbeda diperoleh dengan menjadikannya operasi simetri. Selain itu, ia tidak memiliki pola pengulangan struktural, yang menunjukkan distribusi acak partikelnya.

Apa unit terkecil yang membentuk pola struktural? Pada gambar atas, padatan kristal simetris dalam ruang, sedangkan padatan amorf tidak.

Jika Anda menggambar beberapa kotak yang melingkupi bola oranye dan Anda menerapkan operasi simetri, Anda akan menemukan bahwa mereka menghasilkan bagian lain dari kristal.

Hal sebelumnya diulangi dengan kotak yang lebih kecil dan lebih kecil, sampai menemukan yang asimetris; salah satu yang mendahuluinya dalam ukuran adalah, menurut definisi, sel satuan.

Sel bersatu

Sel kesatuan adalah ekspresi struktural minimum yang memungkinkan reproduksi lengkap padatan kristal. Dari sini dimungkinkan untuk merakit kristal, memindahkannya ke segala arah ruang.

Ini dapat dianggap sebagai laci kecil (bagasi, ember, wadah, dll.) Di mana partikel, diwakili oleh bola, ditempatkan mengikuti pola pengisian. Dimensi dan geometri kotak ini bergantung pada panjang sumbu (a, b dan c), serta sudut di antara mereka (α, β, dan γ).

Yang paling sederhana dari semua sel-sel satuan adalah bahwa dari struktur kubik sederhana (gambar atas (1)). Dalam hal ini pusat bola menempati sudut kubus, menempatkan empat di dasarnya dan empat di atap.

Dalam pengaturan ini, bola hampir tidak menempati 52% dari total volume kubus, dan karena alam membenci kekosongan, tidak ada banyak senyawa atau elemen yang mengadopsi struktur ini..

Namun, jika bola disusun dalam kubus yang sama sedemikian rupa sehingga orang menempati pusat (kubik berpusat pada tubuh, bcc), maka kemasan yang lebih kompak dan efisien akan tersedia (2). Sekarang bola menempati 68% dari total volume.

Di sisi lain, dalam (3) tidak ada bola menempati pusat kubus, tetapi pusat wajah mereka, dan semua menempati hingga 74% dari total volume (kubik berpusat di wajah, ccp).

Dengan demikian, dapat dilihat bahwa susunan lain dapat diperoleh untuk kubus yang sama, memvariasikan cara bola dikemas (ion, molekul, atom, dll.).

Jenis

Struktur kristal dapat diklasifikasikan menurut sistem kristalnya atau sifat kimiawi partikelnya.

Sebagai contoh, sistem kubik adalah yang paling umum dari semua dan banyak padatan kristal yang diatur darinya; namun, sistem yang sama ini berlaku untuk kristal ionik dan kristal logam.

Menurut sistem kristalnya

Pada gambar sebelumnya, tujuh sistem kristal utama diwakili. Dapat diperhatikan bahwa sebenarnya ada empat belas di antaranya, yang merupakan produk dari bentuk kemasan lain untuk sistem yang sama dan membentuk jaringan Bravais..

Dari (1) hingga (3) adalah kristal dengan sistem kristal kubik. Dalam (2) diamati (oleh garis-garis biru) bahwa bola pusat dan sudut berinteraksi dengan delapan tetangga, sehingga bola memiliki nomor koordinasi 8. Dan dalam (3) jumlah koordinasi adalah 12 (untuk melihatnya Anda perlu menduplikasi kubus ke segala arah).

Elemen (4) dan (5) sesuai dengan sistem tetragonal yang sederhana dan berpusat pada wajah. Berbeda dengan kubik, sumbu c-nya lebih panjang dari sumbu a dan b.

Dari (6) hingga (9) adalah sistem ortorombik: dari yang sederhana dan berpusat di pangkalan (7), ke yang berpusat di tubuh dan di wajah. Dalam α ini, β dan γ adalah 90º, tetapi semua sisi memiliki panjang yang berbeda.

Gambar (10) dan (11) adalah kristal monoklinik dan (12) adalah triklinik, menghadirkan ketidaksetaraan terakhir di semua sudut dan kapaknya.

Elemen (13) adalah sistem rhombohedral, analog dengan kubik tetapi dengan sudut γ berbeda dari 90º. Akhirnya ada kristal heksagonal

Pemindahan elemen (14) berasal dari prisma heksagonal yang dilacak oleh garis putus-putus berwarna hijau.

Menurut sifat kimianya

- Jika kristal dibentuk oleh ion, maka mereka adalah kristal ionik yang ada dalam garam (NaCl, CaSO4, CuCl2, KBr, dll.)

- Molekul seperti glukosa membentuk (bila memungkinkan) kristal molekuler; dalam hal ini, kristal gula yang terkenal.

- Atom yang ikatan dasarnya adalah kovalen membentuk kristal kovalen. Tersebut adalah kasus berlian atau silikon karbida.

- Juga, logam seperti emas membentuk struktur kubik padat, yang merupakan kristal logam.

Contohnya

K2Cr2O7 (sistem triclinic)

NaCl (sistem kubik)

ZnS (wurtzite, sistem heksagonal)

CuO (sistem monoklinik)

Referensi

  1. Quimitube (2015). Mengapa "kristal" bukan kristal. Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: quimitube.com
  2. Buku pers 10.6 Struktur Kisi pada Padatan Kristal. Diperoleh pada 26 Mei 2018, dari: opentextbc.ca
  3. Pusat Sumber Daya Akademik Crystal Structures. [PDF] Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: web.iit.edu
  4. Ming (30 Juni 2015). Jenis Struktur Kristal. Diperoleh pada 26 Mei 2018, dari: crystalvisions-film.com
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31 Januari 2018). Jenis Kristal. Diperoleh pada 26 Mei 2018, dari: thoughtco.com
  6. KHI. (2007). Struktur Kristal. Diperoleh pada 26 Mei 2018, dari: folk.ntnu.no
  7. Paweł Maliszczak. (25 April 2016). Kristal zamrud kasar dari Lembah Panjshir Afghanistan. [Gambar] Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: commons.wikimedia.org
  8. Napy1kenobi. (26 April 2008). Kisi bravais. [Gambar] Diperoleh pada 26 Mei 2018, dari: commons.wikimedia.org
  9. Pengguna: Sbyrnes321. (21 November 2011). Kristal atau amorf. [Gambar] Diperoleh pada 26 Mei 2018, dari: commons.wikimedia.org