Sel satuan kisi kristal berfungsi untuk menggambarkan struktur mikro bahan. Banyak sifat fisik dan kimia suatu zat tergantung pada parameternya: kekerasan, titik leleh, konduktivitas listrik dan termal, plastisitas, dan lain-lain. Jenis-jenis struktur dasar ini telah dijelaskan pada awal abad ke-19. Salah satu varietasnya adalah sel primitif. Untuk mengisolasi sel satuan dalam struktur material, sejumlah kondisi harus dipenuhi.
Kisi kristal
Semua padatan menurut struktur internalnya dapat diklasifikasikan menjadi dua bentuk: amorf dan kristal. Ciri khas yang terakhir adalah struktur partikel yang terorganisir secara spesifik.
Kisi kristal adalah model tiga dimensi yang disederhanakan dari kristal padat, yang digunakan untuk menganalisis sifat-sifatnya dalam fisika, kimia, biologi, mineralogi, dan ilmu lainnya. Dari luar, itu terlihat seperti kisi-kisi. Pada simpulnya adalah atom-atom materi. Susunan titik ini memiliki urutan spesifik yang berulang secara teratur untuk setiap spesies.zat.
Apa itu sel satuan?
Sel satuan kisi kristal adalah bagian terkecil dari padatan yang memungkinkan kita untuk mengkarakterisasi sifat-sifatnya. Ini berfungsi sebagai dasar dari grid dan diduplikasi di dalamnya berkali-kali.
Model ini digunakan untuk menyederhanakan deskripsi visual dari struktur internal kristal. Dalam hal ini, sistem 3 sumbu koordinat kristalografi digunakan, yang berbeda dari sumbu ortogonal biasa karena mereka adalah segmen terbatas dengan ukuran tertentu. Sudut antara sumbu bisa sama dengan 90° atau tidak langsung.
Jika Anda secara padat mengisi volume tertentu dengan sel dasar, Anda bisa mendapatkan kristal tunggal yang ideal. Dalam prakteknya, polikristal lebih umum, terdiri dari beberapa struktur teratur yang terbatas dalam ruang.
Tampilan
Dalam sains, ada 14 jenis sel dasar kisi dengan geometri yang unik. Mereka pertama kali dijelaskan oleh fisikawan Prancis Auguste Bravais pada tahun 1848. Ilmuwan ini dianggap sebagai pendiri kristalografi.
Jenis struktur dasar kisi kristal ini dikelompokkan menjadi 7 kategori, yang disebut singoni, tergantung pada rasio panjang sisi dan persamaan sudut:
- kubik;
- tetragonal;
- ortorombik;
- rombohedral;
- heksagonal;
- triklinik.
Yang paling sederhana dan umum di alam daridi antaranya adalah kategori pertama, yang pada gilirannya dibagi menjadi 3 jenis kisi:
- Kubik sederhana. Semua partikel (dan bisa berupa atom, partikel atau molekul bermuatan listrik) terletak di simpul kubus. Partikel ini identik. Setiap sel memiliki 1 atom (8 simpul × 1/8 atom=1).
- Kubik Berpusat pada Tubuh. Ini berbeda dari model sebelumnya karena ada satu partikel lagi di tengah kubus. Setiap sel memiliki 2 atom materi.
- Kubik berpusat muka. Partikel terkandung di simpul sel dasar, serta di tengah semua wajah. Setiap sel memiliki 4 atom.
Sel primitif
Sebuah sel elementer disebut primitif jika partikelnya hanya terletak di simpul kisi dan tidak ada di tempat lain. Volumenya minimal dibandingkan jenis lainnya. Dalam praktiknya, seringkali ternyata simetris rendah (contohnya adalah sel Wigner-Seitz).
Untuk sel non-primitif, atom di tengah volume membaginya menjadi 2 atau 4 bagian yang identik. Pada struktur yang berpusat pada wajah, terdapat pembagian menjadi 8 bagian. Dalam metalografi, konsep sel dasar daripada sel primitif digunakan, karena simetri sel pertama memungkinkan deskripsi yang lebih lengkap tentang struktur kristal material.
Tanda
Semua 14 jenis sel dasar memiliki sifat yang sama:
- mereka adalah struktur berulang yang paling sederhana dalam kristal;
- setiap pusat kisi terdiri dari satupartikel, disebut simpul kisi;
- simpul sel saling berhubungan dengan garis lurus yang membentuk geometri kristal;
- wajah yang berlawanan sejajar;
- simetri struktur dasar sesuai dengan simetri seluruh kisi kristal.
Saat memilih struktur sel dasar, beberapa aturan diikuti. Dia harus memiliki:
- volume dan luas terkecil;
- jumlah terbesar sisi dan sudut identik di antara mereka;
- sudut siku-siku (jika mungkin);
- simetri spasial, mencerminkan simetri seluruh kisi kristal.
Volume
Volume sel dasar ditentukan berdasarkan bentuk geometrisnya. Untuk singoni kubik, itu dihitung sebagai panjang wajah (jarak pusat-ke-pusat atom) yang dipangkatkan ketiga. Untuk sistem heksagonal, volume dapat ditentukan dengan menggunakan rumus di bawah ini:
di mana a dan c adalah parameter kisi kristal, diukur dalam angstrom.
Dalam praktiknya, parameter kisi kristal dihitung untuk kemudian menentukan struktur senyawa, massa atom (berdasarkan berat volume tertentu dan bilangan Avogadro) atau jari-jarinya.
