Kuutiokristallijärjestelmä

Yhdisteillä, jotka koostuvat useammasta kuin yhdestä alkuaineesta (esim. Binaariset yhdisteet), on usein kuutionkidejärjestelmään perustuvia kiderakenteita. Jotkut yleisemmistä on lueteltu tässä.

Cesiumkloridin rakenneMuokkaa

A cesiumkloridiyksikkö. Pallojen kaksi väriä edustavat kahta atomityyppiä.

Cesiumkloridirakenteen (CsCl) avaruusryhmää kutsutaan nimellä Pm3m (Hermann – Mauguin-merkinnässä) tai ”221” (kansainvälisissä kristallografiataulukoissa). Strukturbericht-nimitys on ”B2”.

Yksi rakenne on ”läpäisevä primitiivinen kuutio” -rakenne, jota kutsutaan myös ”cesiumkloridirakenteeksi”. Kukin näistä atomityypeistä muodostaa erillisen primitiivisen kuutio hilan, jossa saman tyyppinen atomi on toisen tyyppisen kuution keskellä. CsCl: n yksikkö solussa kukin ioni on vastakkaisen tyyppisen ionin kuution keskellä, joten koordinaatioluku on kahdeksan. Kaiken kaikkiaan atomien järjestely on sama kuin runkokeskeinen kuutio, mutta vaihtelevilla atomityypeillä eri ristikkokohdissa. Vaihtoehtoisesti tätä hilaa voitaisiin tarkastella yksinkertaisena kuutiorakenteena, jonka kuutiosta tyhjössä on toissijainen atomi.

Itse cesiumkloridin lisäksi rakenne esiintyy myös tietyissä muissa alkalihalideissa, kun ne valmistetaan matalissa lämpötiloissa tai korkeat paineet. Yleensä tämä rakenne muodostuu todennäköisemmin kahdesta elementistä, joiden ionit ovat suunnilleen samankokoisia (esimerkiksi ionisäde Cs + = 167 pm ja Cl− = 181 pm).

Koordinaatio kunkin rakenteen atomin lukumäärä on 8: keskikationi koordinoidaan 8 anioniksi kuution kulmissa kuvan osoittamalla tavalla, ja vastaavasti keskianioni koordinoidaan 8 kationiin kuution kulmissa.

Muita cesiumkloridin kaltaista rakennetta edustavia yhdisteitä ovat CsBr, CsI, korkean lämpötilan RbCl, AlCo, AgZn, BeCu, MgCe, RuAl ja SrTl.

Kivisuolan rakenneMuokkaa

kivisuolakiteen rakenne. Jokaisella atomilla on kuusi lähintä naapuria, joissa on oktaedrinen geometria.

Kivisuola- tai natriumkloridirakenteessa (haliitti) kukin näistä kahdesta atomityypistä muodostaa erillisen pinnan. keskitetty kuutiomainen ristikko, jossa kaksi ristikkoa tunkeutuvat muodostaen 3D-ruutukuvion. Vaihtoehtoisesti tätä rakennetta voitaisiin tarkastella kasvokeskeisenä kuutiorakenteena, jonka oktaedrisissa rei’issä on toissijaisia atomeja.

Esimerkkejä tämän rakenteen yhdisteistä ovat itse natriumkloridi, melkein kaikkien muiden alkalihalogenidien kanssa ” monet kaksiarvoiset metallioksidit, sulfidit, selenidit ja telluridit ”. Yleisemmin tämä rakenne muodostuu todennäköisemmin, jos kationi on jonkin verran pienempi kuin anioni (kationin / anionin sädesuhde 0,414 – 0,732).

Tämän rakenteen kunkin atomin koordinaatioluku on 6: kukin kationi on koordinoitu 6 anioniin oktaedrin kärjissä, ja vastaavasti kukin anioni on koordinoitu 6 kationiin oktaedrin kärjissä.

Fluoriittirakenne ja antifluoriittirakenteet (AB2 ) ovat myös Fm3m-rakenteita, mutta niiden ionisuhde on 1: 2. Ne on nimetty Wyckoff-asemiksi 4a ja 8c, kun taas kivisuolarakenteen sijainnit ovat 4a ja 4b.

Zincblende structureEdit

Sinkkipennun yksikkö solu

Zinkblende-rakenne (myös kirjoitettu ”sinkkiseos”) on nimetty sinkkiblendein (sphaleriitti), yhtenä muotona sinkkisulfidin (β-ZnS). Kuten kivisuolarakenteessa, nämä kaksi atomityyppiä muodostavat kaksi läpäisevää kasvokeskeistä kuutiohilaa. Se eroaa kuitenkin kivisuolarakenteesta siinä, miten nämä kaksi ristikkoa sijoittuvat toisiinsa nähden. Sinkkipalkkirakenteella on tetraedrinen koordinaatio: Jokaisen atomin lähimmät naapurit koostuvat neljästä vastakkaisen tyypin atomista, jotka on sijoitettu tavallisen tetraedrin neljän kärjen tavoin. Kaiken kaikkiaan atomien järjestys sinkkipalarakenteessa on sama kuin timanttikuutiorakenne, mutta vaihtelevilla atomityypeillä eri ristikkokohdissa.

Esimerkkejä tämän rakenteen yhdisteistä ovat itse sinkkipitoisuus, lyijy (II) -nitraatti, monet yhdistepuolijohteet (kuten galliumarsenidi ja kadmiumtelluridi) ja laaja joukko muita binaarisia yhdisteitä.

Muita yhdisteitä, joilla on sinkkiseoksen kaltainen rakenne, ovat α-AgI, β-BN, timantti, CuBr, β-CdS, BP ja BA.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *