Bạn đang xem: Cấu trúc tinh thể thạch anh
Tất cả những kết xuất được dựa vào một tập dữ liệu những tế bào thạch anh riêng biệt được cài về trường đoản cú trang web…
Để dành được một phát minh về cấu trúc tinh thể thạch anh và các thuộc tính đối xứng của nó, hầu như các số liệu đều cho thấy thêm tinh thể khi nhìn theo phía của trục a hoặc trục c (a và c trong hình.1.01). Điều này tương ứng với phép chiếu các nguyên tử vào mặt phẳng a và mặt phẳng c, chứ không cần phải là 1 trong những mảnh của tinh thể: các nguyên tử nhận thấy thực sự nằm trong các mặt phẳng khác nhau dọc theo trục a cùng c.
Giới thiệu – nhìn qua kính hiển vi
Hình hình ảnh đầu tiên (Hình.2.01) là một máy vi tính hiển thị mọi tinh thể thạch anh nhỏ dại trông y hệt như trong một kính hiển vi ảo có thể giải quyết những nguyên tử riêng lẻ. Tinh thể này còn có chiều cao khoảng chừng 7 nanomet – 143.000 tinh thể như vậy hoàn toàn có thể lên tới một milimet. Trong kính hiển vi thông thường, tinh thể này sẽ không nhìn thấy được.
Tất nhiên, kết xuất này dựa trên giả định rằng nguyên tử là khôn xiết nhỏ, đông đảo hình cầu cứng có kích cỡ tương tự. Cũng cần xem xét rằng tuy nhiên các địa chỉ tương đối của các nguyên tử là thiết yếu xác, đây chắc rằng không phải là một trong những mô hình đúng chuẩn của cấu trúc bề mặt thạch anh (tôi không có ngẫu nhiên dữ liệu thực nghiệm về điều đó). Nhưng nhằm giải thích cấu trúc bên trong và tính chất đối xứng, nó là hơi tốt.
Như fan ta ao ước đợi về một tinh thể, họ có thể thấy rằng có một trong những mẫu lặp đi lặp lại, vị đó, gồm một cấu tạo thường xuyên, nhưng nhìn toàn diện nó có vẻ phức tạp. Ấn tượng thứ nhất là một cấu trúc rất dày đặc.
Nếu bọn chúng ta chuyển đổi cảnh thành chính sách xem số 1 của tinh thể (nhìn xuống trục c, Hình.2.02), quan hệ giữa sự sắp đến xếp các nguyên tử và hình dạng bên phía ngoài trở nên ví dụ hơn.
Có rất nhiều hình lục giác cụ thể tương ứng với lăng kính sáu mặt của tinh thể, một vài lấy ví dụ được hiển thị trong Hình.2.03.
Một công dụng thú vị khác là lỗ đen, không gian trong cấu trúc. Do đây là một cảnh từ bên trên đỉnh của một tinh thể ba chiều, những khoảng trống này thực thụ là những kênh chạy qua toàn cục tinh thể, song song cùng với trục c. Vì vậy, cấu trúc bên phía trong của thạch anh không phải là ngặt nghèo như thời gian đầu.
Các Si
O 4 tứ diện
Cho đến nay, shop chúng tôi đã xử lý toàn bộ các nguyên tử trong cấu tạo tinh thể bình đẳng hệt nhau và bỏ qua 1 điều rằng thạch anh là một trong những hợp chất làm bằng silic và oxy, Si
O2.
︾︾︾︾︾︾︾︾︾︾︾︾︾︾︾︾︾︾
︽︽︽︽︽︽︽︽︽︽︽︽︽︽︽︽︽︽
Đá Thạch anh vụn trắng thô
Hình 3.01 cho thấy thêm một kết xuất của một tinh thể thạch anh giống như như trong Hình 2, với các nguyên tử được làm thành những quả trơn có size bằng nhau, nhưng gồm đường kính nhỏ hơn một chút. Các nguyên tử silic có white color và nguyên tử oxy gồm màu đỏ.
Trong một tinh thể thực sự, những nguyên tử oxy trên mặt phẳng có một nguyên tử hydro nhỏ tuổi gắn vào. Bên trong một tinh thể lý tưởng, hydro không có, với vì bọn họ quan trung ương đến cấu tạo tinh thể, các nguyên tử hydro vẫn không được làm.
Con số này là giỏi nhưng không phải là cực kỳ hữu ích cho sự hiểu biết về cấu trúc dưới và chúng ta cần phải biến hóa quan điểm để sở hữu được mẫu nhìn sâu sắc hơn.
Hình 3.02 cho thấy thêm một vết cắt ngang tinh thể dọc từ mặt phẳng c. Đây không chỉ dễ dàng và đơn giản là một miếng tinh thể với một lớp các nguyên tử, nó là một trong cảnh trên cùng về kết cấu tinh thể, và các nguyên tử ở kia nằm trong số mặt phẳng khác nhau. Vì vậy rất nhiều lỗ hổng trong cấu trúc là các kênh chạy qua cục bộ tinh thể tuy vậy song với trục c; chúng vẫn được diễn đạt trong hình 2.2.
Mỗi nguyên tử silic được phủ quanh và liên kết với 4 nguyên tử oxy, với mỗi nguyên tử oxy được nối với 2 nguyên tử silic. Như đã giải thích trong chương Các tính chất hóa học, link oxy silic là phân cực và cộng hóa trị cùng không ion. Các nguyên tử silicon với oxy trơ trẽn không thể dịch rời tự vị trong tinh thể. Vì vậy thạch anh được cho là có cấu trúc phân tử lớn.
Một tinh thể thạch anh lý tưởng là một trong phân tử lớn.
Hình 3.03 là cận cảnh của cấu trúc tương tự. Các đội silic cùng oxy được bỏ lên một mạng lục giác. Mạng lưới bao gồm các nhóm Si
O 4 – có định hướng không gian khác biệt trong những mặt phẳng khác nhau của cấu tạo tinh thể.
Một mô hình của một nhóm Si
O 4 bị cô lập dường như thể khối kiến thiết của thạch anh (Hình.3.04). Bốn nguyên tử oxy bao quanh nguyên tử silic sản xuất thành những góc của tứ diện. Do hình dạng của nó, team Si
O 4 được điện thoại tư vấn là một tứ diện Si
O4(số nhiều: tứ diện ).
Mỗi nguyên tử oxy gồm cùng khoảng cách với nguyên tử silic, và khoảng cách giữa các nguyên tử oxy cũng gần như giống nhau.
Tứ diện được hình thành bởi các nguyên tử ôxy được demo trong một quy mô quả bóng với gậy vào hình.3.05 dưới dạng một khối hình xám có các mặt tam giác. Góc của link O-Si-O trung chổ chính giữa rất gần với mức giá trị trong một tứ diện lý tưởng (109, 5 °).
Mỗi nguyên tử trong những 4nguyên tử oxy được link với một nguyên tử silic vào một tứ diện bên cạnh, vì chưng vậy Si
O4 tứ diện share các nguyên tử oxy và bí quyết tổng quan lại của thạch anh là Si
O 2
Thạch anh vì chưng đó có thể được biểu thị như là 1 trong mạng kết nối của Si
O4 tetrahedra, và nó được phân một số loại là một mạng silicat hoặc tectosilicate .
Mặc dù những tứ diện này chưa phải “thật”, tứ diện Si
O4 là đơn vị chức năng cơ bạn dạng của thạch anh. Nhóm Si
O4 rất cứng và hoàn toàn có thể được search thấy trong phần nhiều những đổi khác tự nhiên của silic dioxyt, cùng trong toàn bộ các silicat. Điều sáng tỏ sự chuyển đổi silic hầu hết là khía cạnh của link Si-O-Si hoạt bát hơn kết nối tứ diện. Trong thạch anh, Si-O-Si links hai tứ diện ko thẳng (180 độ), nhưng chế tạo ra thành một góc 144° (hình.3.06). Kết quả là, cấu tạo tinh thể là khá phức tạp. Chương Chương trình Hoá học thảo luận các tại sao của hình học tập tứ diện và góc độ liên kết Si-O-Si.
Các nhân tố cơ phiên bản của cấu trúc
Một tinh thể là 1 khối kiên cố với cấu trúc bên trong đồng nhất. Nó được khiến cho bởi một sự lặp đi lặp lại định kỳ của các yếu tố cơ bản. Những nhân tố đó hoàn toàn có thể là nguyên tử, ion, tổng thể phân tử, hoặc các nhóm của chúng. Một phần tử hình học tập được lặp đi tái diễn định kỳ để sản xuất thành một quy mô được hotline là motif, cùng theo một nghĩa nào đó, chúng ta tìm các họa ngày tiết trong cấu trúc tinh thể.
Yếu tố kết cấu cơ bạn dạng trong thạch anh không hẳn là một phân tử Si
O2, như 1 phân tử không tồn tại. Và mặc dù tứ diện Si
O4 có thể được xem như là khối thi công cơ bản của thạch anh cơ mà nó không được để miêu tả thạch anh: bao hàm silic dioxyt khác với bí quyết hóa học tương tự như thuộc về các hệ tinh thể khác nhau.
Vậy nên, trách nhiệm là xác định các yếu ớt tố đặc trưng quyết định kết cấu tinh thể của thạch anh. Hoặc chỉ dẫn một bí quyết khác: chúng tôi cố thay tìm ra mô típ xác định khuôn mẫu trong cấu tạo tinh thể của thạch anh.
Một motif hòa hợp lệ cũng nên phản ánh được thành phần hóa chất của thạch anh, một trong những phần silic với hai phần ôxy, do vậy nó hoàn toàn có thể có một “công thức” ví như Si2O 4 hoặc Si9O18 .
Hình 4.01 cho thấy thêm phép chiếu của những nguyên tử silic với oxy vào phương diện phẳng c. Mô hình này y hệt như trong hình 3.02 ngoại trừ những nguyên tử đã trở nên thu hẹp. Có thể xác định được nhóm Si
O4, bởi vì mỗi nguyên tử silic white color được phủ quanh bởi 4 nguyên tử ôxy đỏ.
Trong Hình.4.02, tứ diện được hình thành vày bốn nguyên tử oxy vào các nhóm Si
O4 đã được đưa ra phía bên ngoài các nguyên tử (so với hình 3.05). Mỗi nguyên tử oxy chia vì chưng hai tứ diện.
Trong bước tiếp sau chỉ có các tứ diện được đưa ra. Hiện tại, nó rất thuận lợi để xác minh các motif xây đắp mẫu. Người ta cũng rất có thể thấy rằng quy mô được sinh sản thành chỉ bằng bố tứ diện khác nhau, bởi vì đó, motif đang chứa những bội số của tứ diện 3 (3, 6, 9, 12, …).
Có hai tuyển lựa tốt, được làm bằng cha tứ diện tiếp giáp nhau được thể hiện trong hình 4.04. Mô hình trong hình 4.03 rất có thể được nghĩ là được tạo ra thành tự motif a hoặc b
Đơn vị kết cấu cơ phiên bản của thạch anh là một trong những nhóm bao gồm ba tứ diện Si
O4 đính thêm với nhau.
Mặc cho dù mỗi motif a và b đủ để chế tạo toàn bộ kết cấu tinh thể, nó xứng đáng đề cập cho rằng các mô hình bên cảnh share một tetrahedron Si
O4 để tạo thành thành một tổ 5 tetrahedra. Như minh hoạ ở vị trí dưới của hình.4.04 đến motif b (nhiều color với trung tâm greed color lam), mỗi motif được bao bọc bởi tía họa ngày tiết của một số loại khác (cam, đỏ, tím). Bằng biện pháp đó, mỗi tứ diện Si
O 4 là một phần của motif a và motif b .(Hiện tại nó không ví dụ về sự việc này, dẫu vậy đó là 1 trong những phát hiện đặc biệt quan trọng và bọn họ sẽ trở lại sau này).
Bóng vào hình vẽ cho biết thêm rằng tứ diện Si
O4 không hình thành một hình tam giác khép kín – phía trên sẽ là một trong con số hình học quan yếu xảy ra.
Để hiểu được hình dạng cha chiều của các họa tiết, chúng ta cần phải thay đổi quan điểm. Hình 4.05 là một trong phép chiếu của mạng lưới tứ diện lên mặt phẳng phẳng, tức là một khung quan sát dọc theo trục a (so với hình.1.01). Mẫu trông như thể nó được tạo ra thành từ các lớp.
Ba tứ diện của motif nằm trong bố mặt phẳng khác nhau dọc theo trục c (Hình.4.06). Sự lặp đi tái diễn của mẫu mã dọc theo một mặt đường ngang tạo thành thành “các lớp” trong Hình.4.05.
Đây là mẫu a từ hình 4.04, tuy vậy nó cũng vận động tốt đến mẫu b .
Hình 4.07 cho biết các biểu diễn khác biệt của cùng một đội nhóm gồm ba tứ diện Si
O4, tất cả đều sở hữu cùng tỷ lệ. Hàng trên cho biết thêm nhóm từ thuộc một ánh mắt như hình 4.03, hàng bên dưới hiển thị team từ cùng một mắt nhìn như hình 4.05. Tứ diện Si
O4 tạo thành một cái móc nhỏ.
Bây giờ, bên cạnh đó có một sự việc nhỏ. Một mô hình hợp lệ của kết cấu tinh thể cần phản ánh công thức hóa học tập của thạch anh, cùng nhóm trong hình 4.07 không: nếu khách hàng đếm những nguyên tử, bí quyết của nó là Si3O10. Tất nhiên là như vậy chính vì nó được hiển thị như là một phân tử cô lập. Trong màng lưới tứ diện, từng oxy được chia sẻ bởi hai tứ diện Si
O4, vày vậy bí quyết tính như (Si
O4/2)3 , cho Si3O6 .
Công thức chất hóa học của đơn vị cấu tạo cơ phiên bản của thạch anh là Si3O6.
Lưu ý: có một giải pháp khác để lựa chọn một mô típ của cấu tạo tinh thể cũng hoạt động trong mạng nguyên tử: một mẫu là ô đơn vị. Bởi bởi nó được định nghĩa theo phong cách trừu tượng hơn và có vẻ khó hiểu so với những người không có kinh nghiệm, nó được trình làng sau.
Helices
Mỗi nhóm tứ diện Si
O4 được kết nối với nhì nhóm ở bên cạnh nằm phía trên và bên dưới chúng. Vì vậy, mẫu được lặp lại theo chiều dọc theo khuôn mẫu mã và tạo các cột. Các chuỗi của tứ diện Si
O 4 chạy qua tinh thể tuy vậy song cùng với trục c (tứ diện màu xanh trong hình 5.01). Toàn bộ tinh thể hoàn toàn có thể được xem như một bó các chuỗi như vậy.
Các nguyên tử silic ở giữa tứ diện chiếm phần chỗ trên mặt phẳng ngang. Ở nửa bên bắt buộc của tinh thể trong hình 5.01 các nguyên tử silic (các chấm color vàng) đã làm được chiếu lên mô hình tứ diện. Các mặt đường ngang màu kim cương trải nhiều năm sang bên phải cho biết rằng những mặt phẳng này số đông được bố trí đều theo trục thẳng đứng (hoặc trục c).
Các chuỗi của tứ diện Si
O4 bao phủ trục thẳng đứng để chế tạo thành một sợi xoắn. Như một chuỗi yêu cầu phải triển khai 3 + 1 bước cho một sự chuyển đổi đầy đầy đủ (bước cuối cùng, 4 là ở trong phần góc cạnh tựa như như những bước đầu tiên tiên), đấy là một helix bố chiều. Hình 5.02 cho thấy thêm ba biểu lộ khác nhau của những xoắn ốc này. Bên dưới bao gồm một link đến một phim H.264 cho thấy các xoắn ốc xoay quanh trục trung tâm.
Tất nhiên, đầy đủ xoắn ốc này là đa số khối ảo – không tồn tại gì phân biệt những liên kết hóa học kết nối tứ diện Si
O4 trong một mặt đường xoắn đặc trưng từ link với tứ diện kế bên xoắn đó. Thạch anh không có kết cấu xơ cùng nó không trở nên phá vỡ dễ dãi hơn tuy vậy song với trục c. Nhưng các xoắn ốc là 1 trong những tính năng hình học của thạch anh có ý nghĩa sâu sắc quan trọng so với tính đối xứng của nó.
Trong thạch anh thạch anh Si
O4 được bố trí trong những xoắn ba hình xoắn ốc ảo chạy tuy nhiên song với trục c.
Một helix – một biểu lộ cuộc sinh sống thực sẽ là 1 trong đinh vít hoặc một lốc xoáy – có tính chất đối xứng thú vị.
Trước tiên, một xoắn xung quanh một trục trung trọng điểm theo chiều kim đồng hồ hoặc trái hướng kim đồng hồ. Theo chiều kim đồng hồ đeo tay và ngược hướng kim đồng hồ tương ứng với tay phải và tay trái. Các xoắn ốc phía bên trái trong hình 5.03 là trái tay, một bên nên là thuận tay trái. Để xác minh sự thuận tiện của một kết cấu xoắn ốc (ví dụ như 1 ốc vít), các bạn đặt nó thật thà phía trước của người sử dụng và theo các đường xoắn xuống bởi ngón tay của bạn. Nếu ngón tay dịch chuyển theo chiều kim đồng hồ, thì xoắn là thuận tay phải. Các xoắn mô tả trong hình 5.02 là thuận tay trái.
Hầu hết các vít đều là thuận tay đề xuất và các bạn sẽ cần để ý rằng nó không tồn tại vấn đề nếu các điểm vít lên hoặc xuống, sợi luôn luôn luôn chạy theo chiều kim đồng hồ. Hình 5.04 là 1 trong những khung của một phim H.264 nhỏ dại (xem liên kết dưới đây) biểu hiện điều này. Khi vòng xoắn được xoay 180 °, nó tương ứng với bao gồm nó – nó ông chồng lên nhau hoàn hảo.
Điều này cũng tức là bạn bắt buộc mang theo một trái xoắn thuận tay trái cùng một xoắn thuận tay phải. Để trích dẫn Wikipedia : ” Tay thuận (hay chirality) là tài sản của mặt đường xoắn chứ chưa hẳn theo quan lại điểm: một con đường xoắn tay nên không thể luân phiên hoặc đổi qua một bên trái trừ khi nó được nhìn qua gương và ngược lại ngược lại“
Hậu quả:Một xoắn ốc không tồn tại đối xứng gương.
Do đó một cấu tạo hoàn toàn được gia công bằng cấu tạo xoắn ốc thuận bên trái hoặc mặt phải có thể không cho biết thêm sự đối xứng gương. Như đã phân tích và lý giải trong phần sau cùng (xem Fig.5.02), chuỗi Si
O4 tứ diện dạng xoắn chạy dọc qua cục bộ pha lê, và trong thực tiễn thạch anh thiếu phản chiếu sự đối xứng.
Và một gai xoắn đồng điệu với bao gồm nó lúc xoay 180° là phù hợp với thực tiễn là cả hai đầu của một tinh thể thạch anh mô tả cùng một một số loại mặt tinh thể.
Bây giờ đồng hồ thật thú vui để chất vấn xem liệu những xoắn ốc trình diễn trong hình 5,02 có biểu thị giống như các xoắn ốc vào hình 5.04 lúc quay. Hình 5.05 là 1 khung của một tập phim H.264 (xem link dưới Hình.5.05), trong những số đó trục con quay này được xoay.
Hình 5.06 cho thấy kết quả: xoắn bên trái là hình sẽ được biểu thị trong hình 5.02, nhưng lại hơi xoay xung quanh trục c nhằm cho kết quả tốt nhất bao gồm thể. Các xoắn phải đã được xoay 180° và tại chính giữa bạn nhận thấy sự chồng chéo của cả nhì xoắn ốc.
T lý thuyết, nó không hoạt động. Cả nhì dây xoắn hầu như thuận tay trái yêu cầu sự chuyên chở thực sự được bảo đảm như muốn đợi. Nhưng sinh sống quy mô nhỏ thì đối xứng bị phá vỡ. Nó không hỗ trợ để đổi khác hoặc xoay cả hai ống xoắn liên quan đến nhau, hình 5.06 cho thấy sự cân xứng tốt nhất bao gồm thể.
Lý do của sự không cân xứng là những đầu bên phía ngoài của tứ diện trong xoắn bên trái được hướng lên trên. Sau lúc xoay 180°, bọn chúng hướng xuống dưới, dĩ nhiên, cùng trông y hệt như những chiếc lá treo xuống theo đường xoắn ở mặt phải.
Một khối hình học tập không tương thích với nhau sau khoản thời gian xoay 180o được điện thoại tư vấn là cực. Khoáng chất có cấu tạo tinh thể cực thể hiện hình thái hemimorphism: chúng cho thấy những mặt khác biệt ở cả hai đầu của trục cực. Ví dụ nổi bật nhất là tourmaline và hemimorphite, nhiều loại thứ hai cho biết thêm sự biệt lập nổi nhảy giữa nhì đầu của các tinh thể dài. Tuy nhiên, các tinh thể thạch anh không có cực trong tính chất vật lý của bọn chúng theo trục c, và các hình dạng tinh thể có thể tìm thấy ở hai đầu của một tinh thể thạch anh không không giống nhau, vị đó, điều gì đấy phải không nên trong con đường lý luận.
Nếu chúng ta so sánh chế cảnh trên cùng và cảnh dưới cùng của hình xoắn (Hình 5.07), bọn họ sẽ lưu ý rằng:
Cả nhị khía cạnh khác nhau về hướng với vị trí của tứ diện (được mong muốn đợi sau khoản thời gian xoay vòng),Các tứ diện nghiêng về phía trục trung trung ương theo một mức độ khác biệt – phù hợp với những quan gần kề trong hình 5.06, vì đó, xoắn cực đối với hình học của đầu mút của nó,Các một số loại tứ diện như là nhau xuất hiện ở các vị trí khác nhau ở cả hai mô hình, vì vậy nó có vẻ như như các vị trí của tứ diện đã có chuyển,Và quan trọng đặc biệt nhất:khung quan sát trái tương xứng với mẫu a và đúng khung quan sát mẫu b .Hình 5.08 chỉ nên một phiên bản sao của hình 4.04 và cho thấy thêm cả hai mẫu a và b là các phần tử cơ bản của cấu trúc tinh thể. Một số cẩn thận đã được giải thích ở trên, nhưng cho tới nay độ nghiêng không giống nhau của tứ diện trong số họa tiết vẫn không được thảo luận.
Nếu ta chọn hai mô típ mặt cạnh a và b , ví như màu da cam “loại motif a” và trung ương nhiều color “loại motif b ” tự phần bên dưới của hình 5.08, cùng hiển thị cả nhị xoắn lại với nhau, họ có được hình 5,09 (với một mô hình tứ diện và một nguyên tử của cùng một xoắn và hai trục dọc màu sắc vàng, dưới đây là liên kết đến một phim H.264).
Tứ diện trung vai trung phong Si
O4 trong hình 5.09 là các thành viên của hai dây dẫn cùng toàn bộ cấu trúc trông giống hệt như một chuỗi xoắn vòng. Cả nhị dây chằng đều có cùng tính thuận
Mặc mặc dù chúng có cùng loại tứ diện, hai dây dẫn không giống nhau về cực (so với hình 5.06). Cho mặc dù một tứ diện xuống hoặc trở lên phụ thuộc vào địa chỉ của trục đứng xác minh đường xoắn.
Vì vậy, công ty chúng tôi có thể nắm tắt:
Mỗi tứ diện Si
O4 là member của nhì xoắn ảo của thuộc tính thuận, nhưng gồm cực đối lập.
Bởi vày mỗi Si
O4 tứ diện là thành viên của nhì xoắn của rất đối nhau, nhìn chung, cấu tạo này là không tồn tại cực.
Nếu chúng ta xoay một lúc thạch anh được cắt tuy nhiên song với phương diện phẳng c, họ sẽ trông đợi quy mô vẫn duy trì nguyên. Điều này được biểu lộ trong hình 5.10, với trong một bộ phim H.264 cùng với một liên kết dưới đây. Phần trên là 1 trong khung của phim với phần hông phải của phiến xoay quanh trục một. Bạn rất có thể thấy rằng miếng lát không chỉ là một lớp mỏng dính các nguyên tử hoặc tứ diện.
Ở nửa dưới, chúng ta thấy hiệu quả của vòng luân chuyển 180°. Mẫu ở vị trí bên buộc phải của miếng vẫn chấp nhận cho thấy cấu trúc giống như phần viền trái.
Sự phân cực của các xoắn đơn độc không có ảnh hưởng trên bài bản lớn, chính vì tổng rất được cân bằng.
Bạn sẽ lưu ý rằng các mô hình đã được chuyển, cùng cả nhị nửa của miếng lát không phù hợp nữa. Đây là 1 trong những dấu hiệu cho biết thêm sự thiếu đối xứng gương của toàn bộ kết cấu tinh thể, cũng tương tự mỗi xoắn trường đoản cú nó thiếu hụt tính đối xứng gương.
Hình 5.11 cầm tắt những phát hiện nay mà cửa hàng chúng tôi nhận được cho đến nay. Các team của ba tứ diện Si
O4 lân cận được xếp ông chồng lên nhau theo chiều dọc để hình thành các xoắn nhỏ chạy song song với trục c. Như được chỉ ra rằng bởi những mũi tên color vàng, toàn bộ các xoắn gồm cùng một thuận tay (trong trường hợp này toàn bộ là trái tay), nhưng khác biệt về rất (chỉ của các mũi tên hoặc là phía lên hoặc xuống). Mỗi tứ diện Si
O 4 là thành viên của nhị xoắn tất cả cực đối nhau
Điều đáng để ý là một quy mô ba chiều được xây dựng bởi một mẫu vừa bao gồm thuận tay vừa tất cả cực đều cho thấy thêm tính thuận nhưng không tồn tại cực. Tôi để nó cho các nhà toán học để giải thích. Tuy nhiên, tôi nên nhấn mạnh vấn đề rằng những xoắn chỉ với một khối ảo giúp để hình dung một nằm trong tính đối xứng vốn có của cấu trúc tinh thể thạch anh, tính thuận tay trái của nó.
Kênh phệ và xoắn ốc đôi
Một đặc điểm rất đặc biệt của cấu tạo tinh thể thạch anh là sự có mặt của những rãnh chạy qua toàn cục tinh thể tuy vậy song với trục c.
Các rãnh này là một phần quan trọng của cấu trúc tinh thể vày chúng đầy đủ rộng để chiếm lĩnh được cation nhỏ.
Trong Hình 6.01, tứ diện Si
O4 bao phủ một kênh được chiếu lên mặt phẳng c (trên cùng), phương diện phẳng m (1) (giữa) cùng mặt phẳng một (phía dưới). Kênh trung tâm giống như một hình lục giác méo mó bảo phủ sáu tứ diện. Nó được phủ bọc bởi sáu tế bào típ <2> (ba loại a và bố loại b ).
Cấu trúc là một vòng tròn trả toàn bằng lục giác. Nếu rất có thể lấy nó thoát ra khỏi pha lê, nó sẽ không tan rã.
Hình 6.02 cho thấy thêm một cảnh trên thuộc của vòng. Khoảng cách giữa trung tâm được bảo phủ bởi sáu ba dây xoắn. Tất cả chúng đều có cùng tính thuận, trong trường hòa hợp này tất cả chúng rất nhiều là thuận tay trái, như được đã cho thấy bởi những mũi tên màu vàng mặt ngoài. Nếu bạn so sánh với hình 5.03, 5.06 với 5.09, bạn sẽ thấy những mũi tên hướng theo phía xuống của mỗi xoắn ốc, vì vậy nếu cầu thang là cầu thang và bạn đang theo mũi tên, các bạn sẽ đi xuống mong thang.
Chúng ta hãy chú ý vào mẫu trên thuộc trong vòng, được ghi lại màu xanh, và hai tứ diện là một trong những phần của tường ngăn của kênh trung tâm. Bởi vày đường xoắn thuận tay trái, yêu cầu tứ giác yêu cầu phải thấp rộng mặt trái, và bước đi xuống bên dưới này được chỉ ra bởi một mũi tên màu quà ngắn.
Điều này cũng đúng với cả các mẫu. Vì vậy, nếu họ chọn 1 trong các sáu tứ diện trung trọng tâm và di chuyển sang hướng tiếp đến theo chiều kim đồng hồ, tiếp đến tới cạnh tiếp theo, bọn họ sẽ biểu đạt một vòng tròn với hoạt động đi xuống. Nói cách khác:
Các tứ diện bao quanh các kênh phệ tạo thành một xoắn sáu.
Bây giờ cấu tạo vòng được bộc lộ trong hình 6.01 chỉ có bố độ cao tứ diện, chính vì thế một đường xoắn sáu phần xung quanh kênh trung tâm thiết yếu hoàn thành. Thay vào đó, tứ diện sinh sản thành hai vòng cung hòa bình được làm bởi ba tứ diện Si
O4 ở các mặt đối lập của kênh, màu xanh và tím vào hình 6.03.
Ở cuối hình 6.02 chúng ta thấy cả nhị cung đông đảo uốn theo chiều kim đồng hồ.
Nếu chúng tôi xếp chồng các vòng, các đường cung sẽ liên kết để chế tạo thành một đường xoắn kép (hình 6.04, có liên kết đến met phim H.264 bên dưới đây). Mô hình bên trái chỉ cho thấy thêm tứ diện phía bên trong tạo thành vòng xoắn kép, vào khi quy mô đúng cho biết thêm toàn bộ tứ diện của vòng.
Miếng xoắn kép này được chế tạo ra thành từ hai dây xoắn sáu lần xoắn quanh nhau với thuộc độ tiện lợi (trong trường vừa lòng này cả hai phần nhiều thuận tay phải). Chúng là độc lập, nghĩa là chúng ta không trực tiếp va vào nhau. Cả nhị xoắn ốc đều được nối cùng với tứ diện màu sắc xám bên ngoài.
Các bức tường của những rãnh trung vai trung phong được sinh sản thành từ một hình xoắn kép vội vàng sáu lần của tứ diện.
Hình 6.05 diễn đạt mối quan hệ giữa các xoắn tía và sáu. Ba trong số sáu dây xoắn cha vòng bao quanh rãnh trung vai trung phong được ghi lại màu đỏ, cam cùng vàng ở mô hình bên trái. Trong các mô hình đúng, những tứ diện ở trong vòng xoắn kép được tấn công dấu blue color da trời cùng tím. Tứ diện color xám còn sót lại thuộc về các loại chủng loại khác đang được bỏ lỡ cho rõ ràng trong cách nhìn bên của tất cả hai tế bào hình.
Chúng ta bao gồm thể dứt hình ảnh trong hình 5.11 cùng đặt các mũi tên song vào các kênh lớn cho thấy sự thuận tay của vòng xoắn kép. Kết quả được miêu tả trong hình 6.06 và hoàn toàn có thể được tóm tắt như sau:
Lỗ xoắn kép cấp sáu lần và ba dây xoắn gồm độ thuận nghịch nhau.
Và một thực tiễn khác hoàn toàn có thể tìm thấy khi khám nghiệm hình.6.06:
Mỗi tứ diện Si
O4 là member của nhì xoắn gấp cha và nhì xoắn gấp sáu lần.
Hình 6.07 cho biết thêm ba trình bày của và một xoắn kép, tương tự như như các quy mô của xoắn bố trong hình.5.02. Mô hình trơn bida sinh hoạt bên bắt buộc nhắc nhở trong số những hình hình ảnh của một con đường xoắn đôi to hơn và lừng danh hơn: chuỗi xoắn song DNA , chất mang tin tức di truyền trong nhiễm nhan sắc thể. Có một sự biệt lập đáng chăm chú giữa xoắn DNA đôi với xoắn kép thạch anh, cũng có thể giúp gọi được đặc thù đối xứng của mặt đường xoắn kép: trong DNA, phần đa phần của phân tử tất cả mã di truyền hướng đến trung vai trung phong của xoắn ốc. Nếu DNA được thiết kế với riêng như thạch anh, cấu trúc của nó đã khác <3> :
DNA tự nhiên thi công thạch anh 5′ 3′ 5′ 3′ PR-A::T-RP PR-A::PR-A PR-G::C-RP PR-G::PR-G PR-C::G-RP PR-C::PR-C PR-C::G-RP PR-C::PR-C PR-A::T-RP PR-A::PR-A PR-T::A-RP PR-T::PR-T 3′ 5′ 3′ 5′
Trong một một số loại DNA dạng thạch anh, các thành viên của những cặp cơ bạn dạng riêng lẻ chỉ dễ dàng là nhị phân tử tương tự nhau, và bọn chúng sẽ không đương đầu nhau, dẫu vậy chỉ theo cùng một hướng. Trong thạch anh, các cạnh tương tự của một tứ diện không đối mặt nhau chính vì chúng phần lớn giả định cùng một phía trong không gian và “điểm” theo cùng một hướng. Và vớ nhiên, tứ diện không lôi cuốn nhau như là các thành viên của một cặp cơ bản
Tính đối xứng quay cùng gương
Tất cả các thuộc tính đối xứng của thạch anh rất có thể được đúc rút từ những số lượng và gần như phát hiện đang được trình diễn ở trên. Nhưng để luận bàn một cách cụ thể chúng cùng với các thuộc tính khác của kết cấu sẽ làm phức hợp việc trình diễn dài dòng. Vì vậy, tôi bước đầu lại từ trên đầu và theo một bí quyết tiếp cận độc lập.
Để đạt được một ý tưởng xuất sắc hơn về tính đối xứng quay và gương của cấu trúc tinh thể thạch anh, chúng tôi dự phóng các nguyên tử lên khía cạnh phẳng a cùng c (so với hình.1.01). Chúng ta xử lý tất cả các nguyên tử cân nhau và bây chừ không minh bạch nguyên tử silic với oxy.
Chúng ta ban đầu bằng một phép chiếu lên mặt phẳng c, giống như như khung nhìn phía bên trên trong hình 2.01. Kết trái là một mô hình đẹp trông giống hệt như một món tô điểm phương Đông (Hình.7.01). Một lần nữa, đây không phải là 1 trong mảnh trộn lê: những nguyên tử mà chúng ta thấy thực sự nằm trong các mặt phẳng không giống nhau dọc theo trục c.
Chúng ta thấy các rãnh lớn tương xứng với khoảng cách nhỏ tuổi trong hình 2, và hai lần những kênh nhỏ hơn (xem hình.7.02).
Điều này cụ thể không nên là một kết cấu lục giác, nó là tam giác và tất cả một sự đối xứng xoay cha lần. Nếu bạn lấy quy mô đó cùng xoay nó bằng 120°, nó đang phù hợp, nhưng nếu như bạn chỉ luân chuyển nó bởi 60°, nó sẽ không còn xoay tía lần.
Lúc đầu, dường như như phía trên chỉ nguyên nhân là khuôn mẫu được làm bằng những nhóm tam giác gồm tía nguyên tử, mà lại đó chưa phải là vớ cả.
Nếu chúng ta lấy đi tất cả các nguyên tử oxy, chúng ta sẽ đạt được một mẫu được thiết kế bằng các nguyên tử silic như trong hình 7.03. Lúc đầu trông như thể cấu trúc có một sự đối xứng cao hơn bây giờ và là hình lục giác, mà lại trên thực tế cấu tạo bị méo mó: các phác thảo của các kênh lớn không phải là hình lục giác tuyệt vời và hình tam giác bao quanh các kênh nhỏ dại hơn bên cạnh đó hơi xoắn. Độ lệch tự đối xứng lục giác là nhỏ tuổi và bạn phải nhìn vào phiên phiên bản lớn của hình ảnh để coi nó.
Các mô hình trong hình 7.01 ko chỉ cho biết đối xứng quay, nó cũng mở ra để được đối xứng gương. Hình 7.04 thể hiện một vài ba máy cất cánh gương rất có thể chạy qua quy mô song tuy vậy với trục a.
Tuy nhiên, thạch anh không cho thấy đối xứng gương và đối xứng nhân của quy mô chỉ là một hình thể cụ thể – cho đến nay chúng ta đã vứt qua thực tiễn là cấu tạo là tía chiều.
Hình 7.05 chỉ ra phép chiếu cấu tạo tinh thể trên một mặt phẳng, do vậy nó là một trong những khung quan sát dọc theo một trong những trục (xem hình 1.01). Mẫu bây giờ trông hoàn toàn khác. Nếu các trục a thiệt sự là máy bay gương, như được lưu ý trong hình 7.04, hiện giờ chúng ta cũng trở thành thấy một quy mô đối xứng gương, nhưng bọn họ không. Vì vậy, chú ý chung cấu trúc thạch anh thiếu thốn đối xứng gương.
Nếu mô hình này được xoay 180° nó đang giống nhau, nó cho thấy đối xứng quay cấp đôi. Điều này nghe có vẻ tầm thường, tuy nhiên hãy ghi nhớ rằng điều này không đúng đối với mô hình bậc cha trong hình 101, nó phải được xoay bằng 120 ° nhằm khớp, và khi xoay 180 ° sẽ không còn hoạt động.
Đây chỉ là 1 trong những khung nhìn dọc theo trục khác, mô hình trông kiểu như nhau, quanh đó nó được lật (hình.7.06).
Chúng ta hoàn toàn có thể tóm tắt rằng thạch anh là tam diện và cho thấy:
Một sự đối xứng quay cha lần bao quanh trục c
Một sự đối xứng quay gấp rất nhiều lần quanh trục a
ko đối xứng gương
Nó được cho là biểu tượng của Hermann-Mauguin là 32 (đọc “ba-hai”).
Mô hình được thấy được khi chú ý xuống trục c (hình.7.01) rất khác so với quy mô được thấy lúc xem dọc theo một trục (hình 7.05 và 706). Một cấu trúc như vậy hoàn toàn có thể phản ứng không giống nhau với những lực ảnh hưởng từ các hướng khác nhau, nó là đẳng hướng. Sự không đẳng vị trí hướng của thạch anh trên thực tế có ẩn ý kỹ thuật quan liêu trọng.
Tính thuận một tay
Tinh thể thạch anh ưng ý là thuận trái hoặc phải, được xác định bởi địa chỉ của khuôn phương diện tinh thể tốt nhất định. Hình 8.01 cho biết mặt s (màu xanh nhạt) với mặt x (màu cam) bên trên cả thạch anh trái và đề nghị và vị trí tương đối của chúng so với mặt r, z cùng m. Thạch anh trái và nên là các hình ảnh phản chiếu của nhau.
Cơ sở của tính thuận này vào hình học tập tinh thể là sự dễ dàng của cấu trúc nội bộ, như được tìm thấy vào sự thuận tiện của đơn vị chức năng cơ phiên bản của nó (nhóm tía Si
O4 tetrahedra) với trong sự thuận tay của các xoắn ảo được sinh sản thành bởi các nhóm này.
Tất cả những con số đã có được trình bày cho tới nay cho biết kết xuất của một cấu trúc thạch anh mọi thuận tay phải. Chúng ta sẽ quan sát vào các yếu tố chủ yếu của cấu tạo tinh thể thạch anh để thấy chúng biến đổi như vậy nào với việc thuận này.
Hình 8,02 cùng 8,03 cho biết các góc nhìn phía trên và bên trái của các biểu diễn khác biệt của đơn vị cơ phiên bản được làm bằng ba tứ diện Si
O 4 trong thạch anh thuận trái phải và trái.
Sự khác hoàn toàn là nhỏ. Tính thuận một tay có thể được xác định bằng phương pháp kiểm tra giả dụ móc được biểu lộ bởi cha tứ diện đuổi theo chiều kim đồng hồ đeo tay hoặc trái hướng kim đồng hồ.
Mặc dù các hình dạng bên phía ngoài của các mô hình rất giống nhau, nhưng tất yêu đưa nó vào trong đồng dạng, dù các bạn xoay chúng vậy nào đi nữa. Ví dụ, tứ diện ở góc cạnh trên bên trái của cả hai mẫu vẽ theo các hướng khác nhau.
Các tinh thể thạch anh thuận trái và tay cần thể hiện tại trong hình 8.01 là đều hình hình ảnh phản chiếu của nhau. Mối quan hệ giới tính này cũng hoàn toàn có thể được search thấy trong kết cấu tinh thể và có thể được chứng minh bằng phương pháp đặt nhì xoắn trái ngược nhau cạnh nhau. Hình 8.04 cho thấy thêm các hình dáng trái và đề xuất của phần ba xoắn ốc. Dưới hình ảnh có một link đến một phim hình 264 cho biết thêm cả hai xoắn quay theo phía ngược nhau.
Tính thuận của kết cấu tinh thể thạch anh không những được miêu tả trong hình học của các tinh thể thạch anh, nó cũng đóng một vai trò trong những tính chất quang học tập của nó. Thạch anh là một chất hoạt động quang học: nó quay khía cạnh phẳng phân cực của ánh sáng đi qua nó dọc từ trục c (xem phần Thuộc tính đồ gia dụng lý để thấy phần giới thiệu).
Mối quan hệ giới tính giữa sự thuận tay của ba xoắn ốc ảo, hình hài học với các đặc điểm vật lý là đối chọi giản. Bảng sau đây liệt kê các điểm lưu ý hình thái, cấu trúc và quang học của thạch anh trái cùng phải.
| Vị trí củas với x-khuôn mặt | Handedness của Threefold Helix | Thuận tay củagấp sáu lần Helix | Xoaymáy cất cánh phân cực | |
| Trái thạch anh | trái | Phải(theo chiều kim đồng hồ) | Trái(theo chiều kim đồng hồ) | Trái(theo chiều kim đồng hồ) |
| Quartz Quyền | đúng | Trái(theo chiều kim đồng hồ) | Phải(theo chiều kim đồng hồ) | Phải(theo chiều kim đồng hồ) |
Đơn vị tế bào thạch anh
Trong toàn bộ các tinh thể (không chỉ trong thạch anh) những phân tử cùng nguyên tử được bố trí trong lưới bình thường. Hình dạng của tinh thể đa số dựa trên những đặc tính hình học rõ ràng của lưới tinh thể được làm bằng những mô típ lặp đi tái diễn định kỳ.
Cho đến nay, bọn họ đã xác định được một số mô típ của cấu trúc tinh thể thạch anh, một trong số chúng được trình bày lại vào hình 10.01. Những mô típ này rất có thể được thực hiện để xây dựng mô hình ba chiều trọn vẹn chỉ bằng phương pháp lặp lại chúng trong không khí một giải pháp định kỳ. Nhưng điều gì khiến cho cái móc thiết kế kỳ kỳ lạ này được làm bằng ba tứ diện Si
O 4 để triển khai với lăng kính sáu mặt của một tinh thể thạch anh?
Hiển nhiên là tương đối khó để nắm bắt được quan hệ giữa hình học tập của tế bào típ và hình học của tinh thể.
Các đơn vị tinh thể học tập tiếp cận theo hướng khác. Chúng tế bào tả kết cấu tinh thể về con số và tìm những biện pháp giúp liên kết cấu trúc với hình dạng bên phía ngoài của tinh thể.Họ thao tác làm việc với khái niệm tế bào solo vị:
Cáctế bào solo vị là phần ko gian nhỏ độc nhất của một tinh thể cho biết tất cả các thuộc tính đối xứng của nó.Cácđiểm mạng định nghĩa một hệ thống phối đúng theo ảo với bố trục bên phía trong cấu trúc tinh thể. Nó được tạo ra bằng những ô ghép đơn vị trong cha chiều.Ô đơn vị chức năng là bộ phận cơ bạn dạng của màng lưới điểm.”Điểm” của nó khớp ứng với các góc của những tế bào solo vị.Ô đơn vị chức năng bao quanhmột của lưới tinh thể.Một ô đơn vị chức năng nhất thiết cần được bao quanh bởi những hình bình hành: Chỉ các hình bình hành hoàn toàn có thể được lát gạch ốp để che phủ một khía cạnh phẳng mà lại không để lại không gian giữa chúng.Lợi ích của phương pháp tiếp cận này là các vị trí của các nguyên tử trong kết cấu tinh thể, hình học của các dạng tinh thể với vị trí của những mặt tinh thể tương ứng bây giờ có thể được xác định so với một khối hệ thống tọa độ đơn.
Đây là tất cả tế bào có một chút ít trừu tượng, tuy nhiên nó trở đề xuất khá cụ thể khi chúng ta nhìn vào một trong những tế bào 1-1 “thực sự”. Vì họ đã hiểu rằng một mô típ của cấu tạo tinh thể thạch anh nên rất dễ để tra cứu ra ngoài mặt và form size của tế bào đơn vị của nó.
Chúng tôi bước đầu với mô hình “mô hình tứ diện” của cấu trúc tinh thể bởi những mô típ rất có thể được nhận thấy một giải pháp dễ dàng.
Chúng tôi lựa chọn mẫu a, được đánh dấu như là một trong nhóm tứ diện tím vào Hình.10.02, cùng đo cách phiên bản sao của nó nên được gửi sang xuất bản mô hình cấu trúc tinh thể. Người ta chỉ tất cả thể chọn một số thành phần tùy ý bên trong mẫu, lấy một ví dụ mối link giữa nhị tứ diện (vị trí của một nguyên tử oxy) với xác định hướng và khoảng cách tới điểm tương tự gần độc nhất trong màng lưới tinh thể. Tất nhiên, điều này làm việc với bất kỳ mẫu nào của cấu trúc.
Phần bên trên của hình 10.02 là một cái nhìn của mặt phẳng c, một sự cận cận của những gì miêu tả trong Hình.4.03. Về cơ phiên bản có bố hướng khác nhau dọc theo đó các motif được lát gạch, diễn đạt bằng tía mũi tên màu sắc vàng, được chỉ định một 1 và một 2. Những mũi thương hiệu này đều có cùng độ dài. Một 3 là quăng quật qua, bởi vì nó là không cần thiết để tạo mô hình <5> . Các mũi thương hiệu một1 và một2 xác định một hình bình hành, hình hình học mà họ tìm kiếm. Người mới bước đầu có thể chọn 1 hình tam giác hoặc một hình lục giác, vì bao gồm mẫu gồm hình tam giác và có thể được lặp lại theo sáu hướng.
Những gì còn thiếu là chiều dọc của tế bào đối chọi vị. Ở phần dưới của hình 10.02 chúng ta nhìn vào mặt m của tinh thể, tuy nhiên song với một trục. Ở đây hai mũi tên, được chỉ định c và một 1 (hình chữ nhật đã làm được thể hiện tại phần trên của hình), khẳng định một hình bình hành khác, vào trường phù hợp này một hình chữ nhật. Mũi tên c dài hơn mũi tên một 1 (và mang lại lượt một 2 và một 3 ), tỷ lệ chiều lâu năm của chúng là:
C : a = 1.10013: 1
Chiều dài tuyệt vời của các trục là:một 0,49133 nm hoặc 4,9133 Å c 0,54053 nm hoặc 5,4053 Å
Hình 10,03 cho thấy thêm tế bào đơn vị trong phép chiếu các vị trí những nguyên tử vào mặt phẳng c (tương trường đoản cú như hình đã trình diễn ở hình 4.01, silic được khắc ghi màu trắng, oxy được đánh dấu màu đỏ).
Cho mang đến nay chúng ta chỉ xác định kích thước của tế bào đơn vị, chứ không cần phải vị trí của nó so với lưới tinh thể, và vì thế có một trong những ứng cử viên cho các tế bào đơn vị thể hiện bên dưới dạng những ví dụ ở những vị trí tùy ý trong việc dựng hình. Phần trên thuộc có các chữ loại ở các mũi tên ở phần tương từ như hình 10.02. Tất cả chúng chuyển động trong ý nghĩa rằng bằng phương pháp lát chúng các bạn sẽ có được cấu tạo tinh thể trả chỉnh.
Vị trí ngang của tế bào 1-1 của thạch anh được khẳng định như hình 10.04. Một góc của một tế bào đơn vị chức năng được chỉ ra rằng được đặt ở đoạn đối xứng cao, và trung tâm của các kênh lớn là một trong điểm. Các dòng bổ sung cập nhật chạy qua cấu tạo tạo thành mạng lưới điểm được khẳng định bởi những cạnh của ô 1-1 vị.
Trong khi bao gồm sự đồng thuận thông thường về địa chỉ nằm ngang của đơn vị tế bào thạch anh, có hai “trường học” đặt tế bào đối kháng của thạch anh ở những vị trí khác biệt dọc theo trục c, hoặc vị trí trực tiếp đứng của nó (hình.10.05).
Tôi sẽ chú ý sự tuyển lựa giữa hai kĩ năng chỉ là một câu hỏi mang tính học tập thuật với sẽ sử dụng quy mô các đơn vị bên trái <7> . Tôi kể đến điều này chỉ vì các bạn sẽ tìm thấy các quy mô tế bào đối kháng vị không giống nhau trong tài liệu với trên internet (đối với những người bạn đã có tác dụng quen với thuật ngữ tinh thể học: người còn sót lại là người có khuôn phương diện trung tâm, bên phải là 1 trong tế bào đơn vị chức năng trung tâm).
Hình 10.06 mô tả một mô hình bóng bida của tế bào đơn vị thạch anh. Các nguyên tử được bao bọc trong tế bào đơn vị tạo thành mẫu mã khác của lưới tinh thể. Công thức hóa học của nhóm các nguyên tử kia là Si 3 O6 , giống như các mô típ khác đang được giới thiệu trước đây, cùng phản ánh công thức tổng thể và toàn diện của thạch anh, Si
O 2 .
Dữ liệu tế bào đơn vị chức năng thường được đưa ra như sau:
a 4.913Åc 5.405ÅZ 3
Chúng ta sẽ biết a và c, và Z là số đơn vị công thức vào tế bào solo vị: Si 3 O 6 bằng 3 x Si
O 2 .
Các tế bào đơn vị chức năng của thạch anh là 1 trong những hình thoi. Hình 10.07 cho biết thêm một cái nhìn đầu và một bên của tế bào 1-1 vị.
Chúng ta cũng hoàn toàn có thể nhận ra một thành phần quan trọng đặc biệt của cấu tạo tinh thể thạch anh: nghỉ ngơi nửa dưới bên trái gồm một chuỗi gồm các nguyên tử ôxy cùng silic khiến cho một dòng móc. Nó là một phần của một đường xoắn ba chiều, trong trường phù hợp này là thuận tay trái.
Khác cùng với điều đó, bài toán sắp xếp các nguyên tử có vẻ rất kỳ cục và túng bấn ẩn. Đặc biệt, những gì thiếu thốn nó là Si
O 4 tetrahedra là những khối xây dựng cần thiết của thạch anh với silicat. Bằng phương pháp đặt tế bào đơn vị ở phần đó, tứ diện vẫn bị bóc rời.
Mô hình này của tế bào đơn vị chức năng nhấn khỏe mạnh sự đại diện đúng đắn của cách làm hóa học.
Các tế bào đơn vị trình bày có một chiếc nhìn kỳ quặc nhất, vì thế để bảo đảm rằng nó là 1 trong tế bào đơn vị hợp lệ và để hình dung ý tưởng phát minh đằng sau các khái niệm tế bào đơn, hình 10.08 mô tả cách các tế bào 1-1 vị rất có thể được xếp ông chồng lên nhau và hiệu quả như núm nào.
Trên đầu trang bao gồm 4 đơn vị chức năng tế bào riêng lẻ được dễ dàng và đơn giản là đẩy bên nhau ở phía dưới. Bộ sưu tập này đã cho thấy thêm tất cả các yếu tố cấu tạo của thạch anh:
Một rãnh trung vai trung phong lớnHai xoắn cấp ba trong mỗi tế bào solo vị
Một xoắn kép vội vàng sáu lần phủ quanh rãnh trung trọng điểm lớn
Lưu ý rằng bởi vì bốn góc khác biệt của tế bào đối kháng vị gặp mặt nhau ngơi nghỉ kênh trung tâm, nó cũng tức là tất cả những phần của mặt đường xoắn kép được chứa trong một đơn vị chức năng tế bào.
Các đơn vị tế bào của thạch anh là 1 hình thoi. Hình thoi này tương ứng với một tế bào đơn vị chức năng lục giác . Mối tình dục giữa tế bào đơn vị chức năng hình trụ cùng hình lục giác, và vị trí của ô đơn vị chức năng với tinh thể thạch anh được diễn tả trong hình.10.09.
Các khía cạnh phẳng thẳng đứng của ô đơn vị chức năng tương ứng với mặt lăng kính lục giác, phương diện m. Mặt trên và mặt bên dưới của tế bào đơn vị nằm tuy vậy song với mặt phẳng c, mặc dù mặt c tương ứng là hiếm hoi và trong khi chỉ search thấy trên những tinh thể bị ăn mòn.
Một tế bào solo vị bao gồm tất cả những yếu tố kết cấu của mạng tinh thể thạch anh.
Bây giờ bạn cũng có thể nói “Vậy điều gì vậy? chúng ta có thể vừa tách đơn vị tế bào đó ra khỏi cấu trúc, tất nhiên là nó đã hoạt động”. Fan ta cần phải biết vị trí của các nguyên tử trong tế bào và những chiều tế bào đơn vị để xây dựng kết cấu tinh thể hoàn hảo với rất nhiều đặc tính của nó. Tất yếu nó là thực tế nếu như bạn muốn kết nói và so sánh dữ liệu.
Các tế bào đơn vị chức năng cũng có thể được bóc tách ra theo một giải pháp khác, như thể hiện trong hình.10.10 từ những quan điểm không giống nhau. Ba nguyên tử silic có thêm vào, và hiện thời có một nguyên tử silicon trên mỗi tường ngăn tế bào đối kháng vị. Các nguyên tử silicon ở những mặt đối diện của ô đơn vị nằm ở phần tương đối xung quanh đó. Sáu phân tử silic được share giữa những đơn vị lân cận, vì chưng đó, công thức của tế bào đơn vị chức năng vẫn là Si3O6 .
Các nguyên tử sinh sản thành một vòng xoắn, trong đó mỗi nguyên tử silic chiếm giữa những khuôn khía cạnh của hình thoi. Một một số loại tế bào đơn được điện thoại tư vấn là lấy nét mặt , bởi vì các phần tử mạng được để trong khuôn phương diện của ô đơn vị <8>. Ở góc bên trên cùng, chúng ta cũng có thể thấy tại sao gây ra xoắn vào vòng: ô đơn vị bao quanh hai xoắn ốc lân cận. Các vòng xoắn đã được đề cập và hoàn toàn có thể được phân biệt trong hình 5.09.
Cách phổ cập nhất để trình diễn đơn vị tế bào thạch anh được biểu đạt trong hình 10.11. Nói đúng, vấn đề đó không được tính là một trong tế bào đơn vị hợp lệ, nhưng vì khung tế bào đơn vị chức năng được hiển thị, người ta vẫn nói theo một cách khác đúng hướng của nó.
Mô hình này rất được ưa chuộng vì nó biểu thị yếu tố cấu trúc quan trọng duy nhất của thạch anh: đó là tứ diện Si
O4. Khi cửa hàng chúng tôi so sánh nó cùng với tế bào solo “kiểu vòng” trong hình 10.10, chúng ta thấy rằng từng nguyên tử silicon đang được thay thế bằng một tứ diện Si
O4.
Điều này trở nên rõ ràng hơn vào hình 10.12, trong những số ấy nhấn mạnh các đơn vị tứ diện. Những gì đang được nói về các nguyên tử silic trong những đơn vị hình trạng vòng cũng đúng cho tứ diện sống đây: tứ diện nghỉ ngơi mặt đối lập của tế bào đơn vị nằm ở trong phần tương đối xung quanh đó. Trong một nghĩa như thế nào đó, đối với tứ diện Si
O4 , đó là một tế bào đơn vị chức năng trung tâm. Tứ diện nghỉ ngơi mặt đối diện giả định cùng 1 hướng trong không gian, nhưng vấn đề này được mong đợi: những vị trí tương đối của những nguyên tử bên trong tế bào đơn vị là bất biến so với dịch – chỉ cần nhìn vào hình 10.08 để thấy tại sao.
Cũng lưu ý sự thiếu đối xứng gương, cân xứng với sự đối xứng chung của kết cấu tinh thể. Chế độ xem ngơi nghỉ trên trông gương đối xứng sống lần nhìn thoáng qua đầu tiên, nhưng nếu như khách hàng tính đến kết cấu ba chiều bạn có thể thấy nó không phải.
Hình 10.13 chắc rằng là bộc lộ phổ vươn lên là nhất của cấu tạo thạch anh và nếu như khách hàng duyệt internet hoặc đọc sách giáo khoa, bạn sẽ tìm thấy nhiều hình tương tự. Nó chỉ dễ dàng và đơn giản là một tập hợp của tư tế bào đơn vị “tetrahedra”.
Cuối cùng, tôi muốn ngừng chương này với một số kẹo mắt. Đây là toàn bộ về thẩm mỹ, không nên giải thích. Nó sẽ là 1 trong lỗi để tại vị một phiên bản nhỏ của chính nó trực tuyến, bởi đó, nó là 1600×1200.
Dữ liệu của tọa độ những đơn vị thạch anh để hiển thị đầy đủ hình hình ảnh này sẽ được tải xuống từ…
Trang Cấu trúc tinh thể thạch anh (Si
O 2 ) là 1 phần giới thiệu giỏi về kết cấu tinh thể thạch anh áp dụng các mắt nhìn khác nhau (tứ diện, quả bóng, vv). Cũng cho biết thêm một cuộc biểu tình xuất sắc đẹp của khái niệm tế bào đối kháng vị áp dụng mang đến thạch anh.
Một hình di động cho biết sự sự chuyển tiếp giữa từ thạch anh rẻ tới cao rất có thể được tra cứu thấy trong Sử dụng Xtal
Draw để tạo hình ảnh động của GIF: Phép đưa pha thạch anh ánh sáng cao
Dữ liệu tinh thể có thể được lấy ra từ Cơ sở Kết cấu pha lê Hoa kỳ của Mỹ
Một applet ảnh hưởng Java cho phép bạn chọn, nhân và tưởng tượng dữ liệu 1-1 vị của các khoáng chất khác biệt trên các cấu trúc tinh thể
Chú thích
1 Mặt phẳng M là một mặt phẳng tinh thể song song với giữa những mặt m tạo cho lăng trụ lục giác của tinh thể.
2 Có thể có bố mô-đun để sinh sản thành vòng trong củatứ diện
Si
O 4 quanh kênh trung tâm.
3 Tôi sẽ không còn giải thích chân thành và ý nghĩa của các biểu tượng như vượt quá phạm vi của chủ thể này cùng tôi phải chấp nhận cơ bản về cấu trúc DNA. Kiểm tra links tới bài báo trên Wikipedia về DNA .
4 Bạn sẽ để ý rằng gồm thực sự sáu hướng, nhưng lại họ chỉ nằm trên bố trục, cùng hai hướng trên mỗi trục là tương đương.
5 Thực tế là có cha trục là một trong đặc tính đặc trưng của các mẫu lục giác, nó chỉ hoàn toàn có thể tìm thấy vào cấu trúc, trong số ấy các trục gặp gỡ nhau ở góc 60°.
6 Hexagons có thể bao phủ một mặt phẳng trọn vẹn để chế tạo ra thành một chủng loại tổ ong, nhưng những cạnh của chúng sẽ không nối để chế tạo thành những trục trực tiếp của một hệ tọa độ.
7 Đây chỉ cần vấn đề tiện lợi cho tôi, vì chưng bộ dữ liệu cơ phiên bản đã được áp dụng để hiển thị tất cả các số lượng trên trang này thực hiện tọa độ của quy mô ô đơn vị bên trái.
Xem thêm: Cách Làm Trong Nước Hồ Cá - 5 Cách Làm Trong Nước Bể Cá Bá Đạo
8 Như tôi vẫn đề cập sinh sống trên, thực tế là tế bào đơn vị được lấy làm trung trọng tâm là hiệu quả của một ra quyết định tùy ý về địa chỉ thẳng đứng của nó.
Thạch anh tinh thể