Изображение кристаллических структур » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Изображение кристаллических структур

10.07.2021

Как и в случае изображения внешней морфологии, где используются косоугольные и стереографические проекции для изображения кристаллических форм, трехмерное расположение в кристаллических структурах должно быть представлено на двумерной странице. Обычный метод — это проекция трехмерной структуры на плоскость страницы с использованием координат в долях ячейки, х, у и z. Например, на рис. 4.16, а положение атома внутри ячейки с ребрами a, b и с можно описать в терминах расстояния от начала ячейки с компонентами, параллельными ребрам. Эти компоненты х', у' и z', где х = x'/a, у = y'/b и z = z'/c; z, у, z колеблется от 0 до 1. Список координат в долях ячейки для всех атомов (и/или ионов) в элементарной ячейке определяет кристаллическую структуру и дает возможность построить двумерную проекцию. Обычно такие проекции делаются на одну из граней ячейки или на плоскость, перпендикулярную особому направлению в кристалле (например, кристаллографической оси). Высота атомов над плоскостью проекции отмечается рядом с ними в долях ячейки, хотя значения 0 и 1, соответствующие положению на нижней или верхней грани элементарной ячейки, часто опускаются. Координаты 0, 0, 0 определяют атом в начале элементарной ячейки. Пример проекции структуры на плоскость (0001) высокотемпературного тридимита показан на рис. 4.16,б. Изображены две элементарные ячейки. Координаты х и у ионов кислорода и кремния в структуре показаны их положением на плоскости а1—а2. Координаты ионов z показаны дробями, указывающими их положение над плоскостью проекции, совпадающей со страницей. Вместо использования дробных координат проекции структуры могут быть представлены как атомные позиции, сопровождаемые цифрами в пределах от 0 и до 100. Атом на нижней грани элементарной ячейки обозначается 0, на верхней грани — 100, а промежуточные высоты имеют соответствующие обозначения. Например, атом, отмеченный 75, расположен на 3/4 высоты элементарной ячейки. Пример такого изображения дан на рис. 4.17.
Изображение кристаллических структур

Для некоторых целей, вместо позиций атомов и ионов, может быть полезно представить кристаллическую структуру в виде координационных полиэдров. На рис. 4.18 показана структура высокотемпературного тридимита в виде соединения SiO4-тетраэдров (сравни с рис. 4.16, б). Для облегчения изображения сложных кристаллических структур их модели можно построить или приобрести. Такие модели воспроизводят расположение атомов в очень увеличенном масштабе (например, 1 А может быть представлен 1 см на модели). Несколько типов моделей показано на рис 4.19 и 4.20. Модель плотной упаковки более реально изображает заполнение пространства в атомном масштабе (см. рис. 4.19,а). Однако внутренность такой модели трудно представить. Полиэдрическая модель (рис. 4.19, б, 4.20, б) представляет координационные полиэдры вместо отдельных атомных позиций. Обратите внимание (см. рис. 4.19) на очень разный вид двух моделей, каждая из которых представляет структуру NaCl. Полиэдрическая модель сложной структуры, такой, как на рис. 4.20, а, более полезна для изображения правильной повторяемости единиц в структуре. Эта, часто идеализированная, правильность полиэдрического расположения позволяет также относительно легко идентифицировать элементы симметрии в структуре. Открытая шариковая модель (см. рис. 4.20, б) позволяет увидеть координацию внутри модели и лучше отражает неправильную координацию ионов в сложных структурах.



Имя:*
E-Mail:
Комментарий: