Kristalna struktura Kruta (čvrsta) tijela: ⇒ Kristalna tijela ⊲ metali (bakar, željezo, . . . ) ⊲ šečer (kristalni), kuhinjska sol ⊲ dijamanti i drago kamenje ⊲ razni kristali i minerali ⊲ kristalno staklo, pahulje snijega, led ⇒ Amorfna tijela ⊲ obično staklo ⊲ plastike i ostali polimeri ⊲ smole (jantar), guma ⊲ amorfne tvari organskog porijekla
26
Embed
Kristalna struktura Kruta (čvrsta) tijela: ⇒ Kristalna tijela ⊲ metali ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Kristalna struktura
Kruta (čvrsta) tijela:
⇒ Kristalna tijela
⊲ metali (bakar, željezo, . . . )
⊲ šečer (kristalni), kuhinjska sol
⊲ dijamanti i drago kamenje
⊲ razni kristali i minerali
⊲ kristalno staklo, pahulje snijega, led
⇒ Amorfna tijela
⊲ obično staklo
⊲ plastike i ostali polimeri
⊲ smole (jantar), guma
⊲ amorfne tvari organskog porijekla
pirit sumpor celestit
ametist topaz kalcit
još puno primjera:
http://mineral.galleries.com (Amethyst galerija)
http://webmineral.com (Mineral Help)
http://www.mineraltown.com/index.php
Što kristale čini kristalima ?
Odgovor: mikroskopska pravilna struktura!
(periodična rešetka)
Kako ustanoviti da nešto ima pravilnu mikroskopsku strukturu?
⊲ Rendgenska difrakcija
više o tome na: http://www.matter.org.uk/diffraction/
⊲ Elektronska difrakcija
⊲ Elektronski mikroskop
⊲ STM mikroskop
Površina platine Površina grafita
Pravilna struktura kristala
⊲ Kristali su građeni od manjih strukturnih jedinica koje su pravilno raspo-
ređene u trodimenzionalnu mrežu ili kristalnu rešetku.
⊲ Ove manje strukturne jedinica su ili atomi ili grupe atoma ili cijele
molekule (grupe molekula)
Idealni kristal zamišljamo kao prostornu tvorevinu dobivenu beskonač-
nim ponavljanjem jednakih strukturnih jedinica.
U prirodi nema idealnih kristala: Periodičnost rešetke (mreže) narušena je
raznim defektima. I sama površina konačnog kristala smatra se vrstom
defekta !
⊲ Postoji proizvoljnost u odabiru strukturne jednice koja se ponavlja.
• • • • • • • •
• • • • • • • •
• • • • • • • •
• • • • • • • •
⊲ Najmanja strukturne jedinice koja se periodično ponavlja zove se ele-
mentarna ćelija
Elementarna ćelija se bira tako da ondje gdje jedna završava druga ele-
mentarna ćelija se nastavlja. Nema praznog prostora između elementarnih
ćelija.
Kristalna rešetka
Položaji elementarnih ćelija zadani su nizom radijus vektora, a koji su
općenito mogu prikazati kao linearna kombinacija tri osnovna, linearno
nezavisna vektora, ~a1, ~a2 i ~a3:
~R =3∑
i=1
ni ~ai, gdje je ni = 0,±1,±2,±3, . . .
Vektori ~ai zovu se jednostavni translacijski vektori.
⊲ Beskonačni skup točaka (položaja elementarnih ćelija) zadanih vektorima~R čine tz. čvorišta rešetke (Bravaisova rešetka).
⊲ Svako čvorište zadano je s tri cijela broja.
⊲ Susjedna čvorišta međusobno su povezana s jednostavnim translacijskim
vektorima.
⊲ Jednostavni translacijski vektori čine bridove elementarne ćelije
⊲ Linearna nezavisnost jednostavnih translacijskih vektora znači: ~a1 ·
(~a2 × ~a3) 6= 0, što je, u stvari, volumen elementarne ćelije.
⊲ Smjerovi zadani jednostavnim translacijskim vektorima zovu se kris-
talografske osi.
Jednostavni primjer za 2D rešetku
~a1
~a2
(0,0)
(2,2)
(-1,3)
Elementarnaćelija
♥
♠
♥
♠
♥
♠
♥
♠
♥
♠
♥
♠
♥
♠
♥
♠
♥
♠
⊲ Požaji pojedinih atoma u elementarnoj ćeliji zadani su s jednim ili više
relativnih radijus vektora:
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
⊲ Elementarnu ćeliju koja sadrži samo jedan atom, obično izabran tako da se
nalazi u jednom od vrhova elementarne ćelije, zovemo jednostavnom
elementarnom ćelijom.
⊲ Složenije elementarne ćelije mogu sadržavati više atoma, i pri tome se
dodatni atomi mogu nalaziti u volumnom centru elementarne ćelije ili
pak u središtima njenih ploha i bridova.
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♦ ♦
♦ ♦
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♣
♦
♦
♦
♦
♦
♦
♦ ♦
♦ ♦
♦ ♦
⊲ Elementarna ćelija se može definirati tako da se u njenom središtu nalazi
čvorište.
Spojnice centralnog čvorišta sa susjednim čvorištima se prepolavljaju s
okomitim ravninama, a dobiveni poliedar čini elementarnu ćeliju koju zovemo
Wiegner-Seitzova ćelija
⊲ Broj prvih susjedih čvorišta (na istoj udaljenosti) oko nekog čvorišta
zove se koordinacijski broj.
⊲ U kristalu svi smjerovi nisu ekvivalentni - kristal nije izotropan, nego
je anizotropan. Mnoga fizikalna svojstva: električna vodljivost,