الأنواع الأساسية للبنية البلورية

الوصف

إن فهم ترتيب الذرات داخل البلورة أمر أساسي لدراسة علم المواد. تحدد البنى البلوريةالعديد من الخواص الفيزيائية للمواد، بما في ذلك قوتها وتوصيلها وخصائصها البصرية. تتحدث هذه التدوينة عن الأنواع المختلفة للتراكيب البلورية ومفهومالشبكة.

أنواع البنى البلورية

يمكن تصنيفالبلورات إلى عدة أنواع بناءً على ترتيبها الذري. تشمل التصنيفات الأكثر شيوعًا ما يلي:

النظام البلوري المكعب

النظام المكعب هو أحد أبسط البنى البلورية وأكثرها تناسقًا. ويتميز بثلاثة محاور متساوية تتقاطع عند زوايا قائمة.

النظام البلوري الرباعي الزوايا

في النظام البلوري الرباعي الأضلاع، يكون محورين متساويين في الطول، بينما يكون الثالث أطول أو أقصر، مع الحفاظ على زوايا 90 درجة بينهما.

النظام البلوري المتعامد

يتكون النظام المتعامد من ثلاثة محاور بأطوال مختلفة، تتقاطع جميعها بزوايا قائمة.

النظام البلوري السداسي

تحتوي البلورات سداسية الأضلاع على أربعة محاور: ثلاثة في نفس المستوى بزاوية 120 درجة مع بعضها البعض وواحد عمودي على المستوى.

النظام البلوري الثلاثي

على غرار النظام السداسي، يحتوي النظام الثلاثي على ثلاثة محاور في مستوى واحد ولكنه يختلف في التماثل والترتيب الذري.

الشبكة في الهياكل البلورية

الشبكة هي ترتيب ثلاثي الأبعاد متكرر للنقاط في الفضاء يمثل مواضع الذرات في البلورة. وتوفر الشبكة الإطار الذي يُبنى عليه التركيب البلوري. إن فهم الشبكة أمر بالغ الأهمية لتحديد خواص المادة.

خلية الوحدة

تسمى أصغر وحدة متكررة في الشبكة بخلية الوحدة. وهي تحدد تناظر وبنية البلورة بأكملها.

مشابك برافيس

هناك 14 شبكة برافيس متميزة، تمثل كل منها مجموعة فريدة من معاملات الشبكة والتماثلات في الفضاء ثلاثي الأبعاد.

رقم التنسيق

يشير رقم التنسيق إلى عدد أقرب الذرات المجاورة المحيطة بالذرة المركزية في الشبكة. وهو يؤثر على خصائص الاستقرار والترابط في البلورة.

مقارنة البنية البلورية

الأسئلة المتداولة

ما الذي يحدد نوع التركيب البلوري للمادة؟

يتم تحديد نوع التركيب البلوري من خلال الحجم والشحنة وتفضيلات الترابط للذرات أو الأيونات التي تشكل البلورة. وتؤثر هذه العوامل على كيفية ترتيب الذرات لنفسها لتحقيق التكوين الأكثر استقرارًا.

كيف تؤثر الشبكة على خصائص المادة؟

تحدد الشبكة الشبكية تناظر الذرات وتباعدها داخل البلورة، وهو ما يؤثر بدوره على خواص مثل التوصيل الكهربائي والصلابة والسلوك البصري.

هل يمكن لعنصر واحد تشكيل بنى بلورية مختلفة؟

نعم، يمكن للعديد من العناصر أن تتبلور في بنى مختلفة تحت ظروف مختلفة من درجات الحرارة والضغط. على سبيل المثال، يمكن أن يشكل الكربون كلاً من الماس والجرافيت اللذين لهما بنى بلورية وخصائص مختلفة.

ما أهمية الرسوم البيانية في دراسة البنى البلورية؟

توفر الرسوم البيانية تمثيلًا مرئيًا للترتيب الذري، مما يسهل فهم وتحليل التماثل والترابط والهندسة الكلية للبلورة.

ما أهمية خلية الوحدة في الشبكة البلورية؟

خلية الوحدة هي لبنة البناء الأساسية للشبكة البلورية. ومن خلال تكرار خلية الوحدة في ثلاثة أبعاد، يتشكل التركيب البلوري بأكمله. ويساعد فهم خلية الوحدة في التنبؤ بخصائص المادة وسلوكها.