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結晶内に原子がどのように配置されていますか?

結晶内の原子は、クリスタル格子と呼ばれる高度に秩序化された繰り返しの3次元パターンに配置されます 。このパターンは、次のように特徴付けられます。

1。ユニットセル: クリスタル格子の基本的な構成要素は単位セルです 。それは、原子の最小の繰り返しパターンを含む小さな繰り返しユニットです。

2。格子点: ユニットセルは、格子点と呼ばれるポイントのセットで定義されています 、結晶内の原子の位置を表します。

3。翻訳対称性: 結晶格子は翻訳対称性を示します 、つまり、ユニットセルは3次元で無期限に繰り返されます。

4。長距離注文: 原子のこの繰り返しの配置は、遠距離に伸びているため、硬度、切断、異方性などの結晶の特徴的な特性が生じます。

クリスタルラティスの種類:

それぞれがユニットセルの寸法と角度の一意のセットを備えた7つの基本的なクリスタルシステムがあります。

* キュービック: すべての側面が等しく、すべての角度90度(例:ダイヤモンド、塩)

* tetragonal: 両側が等しく、すべての角度90度(ラチル、カシテライトなど)

* Orthorhombic: すべての側面が不平等で、すべての角度90度(例:硫黄、トパーズ)

* モノクリニック: すべての側面が等しく、2つの角度90度(例:石膏、雲母)

* 三点腸: すべての側面が不平等で、すべての角度が不平等です(例えば、ターコイズ)

* 六角形: 3つの辺が等しく、2つの角度90度、1つの120度(グラファイト、クォーツなど)

* rhombohedral(三角): すべての辺が等しく、すべての角度が等しい(たとえば、方解石、トルマリン)

結晶構造対結晶格子:

* クリスタルラティス: 原子の繰り返し配置を説明する抽象的な幾何学的フレームワークを指します。

* 結晶構造: タイプ、サイズ、結合相互作用など、ユニットセル内の原子の実際の配置を指します。

例:

* ダイヤモンド: 各格子点に炭素原子を備えた顔中心の立方体(FCC)格子。

* 塩化ナトリウム(NaCl): NaおよびClイオンを交互に伴う顔中心の立方体(FCC)格子。

* Quartz: シリコンと酸素原子を備えた六角形の格子。

結晶構造の重要性:

結晶中の原子の配置は、次のような物理的および化学的特性に大きく影響します。

* 融点: 結合が強い結晶には、融点が高くなります。

* 硬度: しっかりと詰め込まれた原子を備えた結晶はより困難です。

* 電気伝導率: 電子の配置は導電率に影響します。

* 光学特性: 結晶構造は、光が材料とどのように相互作用するかに影響します。

結晶構造を理解することは、材料科学、化学、その他の分野に不可欠です。

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