Solid

ระบบผลึก

Post thumbnail


เนื่องจากผลึกมีรูปร่างเรขาคณิตที่แน่นอน ในการบอกรูปทรงของผลึกอาจ ทำได้โดยการตั้งแกนให้มีความสัมพันธ์กับรูปร่างของผลึกนั้นๆ คือ ตั้งให้ขนานหรือทับกับพื้นผิวของผลึกในสามมิติ เรียกแกนทั้งสามนี้ว่า แกนคริสแทลโลกราฟิก (Crystallographic axes) ดังนั้นรูปแบบของผลึกจึงกำหนดขึ้น โดยการตัดของพื้นผิวกับแกนต่างๆ และมุมที่เกิดขึ้นระหว่างแกน กรณีที่ผลึกทีรูปร่างเป็นลูกบาศก์ แกนและมุมต่างๆของแกนคริสแทลโลกราฟิก มีลักษณะดังรูป โดยจะเห็นว่าแกน x , y , z มีจุดตัดที่ a, b และ c ตามลำดับ มุมที่เกิดขึ้นระหว่างแกน y และแกน z เรียกมุม α ระหว่างแกน x และแกน z เรียกมุม β ส่วนมุมระหว่างแกน x และ Y เรียกมุม Y

ผลึกประกอบขึ้นจากชุดของแลตติซเป็นไปตามที่อยู่ของอะตอมหรือไอออนในผลึก โครงร่างที่ประกอบให้เป็นผลึกอาจจะใช้จินตนาการได้จากการเรียงตัวของจุดแลตติซในทิศทางต่างๆ แบบเป็นตาข่ายดังรูป โดยรูปร่างของผลึกอาจะบอกได้จากหน่วยที่เล็กที่สุดเรียกว่า หน่วยเซลล์ (Unit Cell) ซึ่งแสดงไว้ด้วยเส้นทึบ สิ่งที่สำคัญที่สุดในการเลือกหน่วยเซลล์ คือพยายามเลือกหน่วยเซลล์ให้มีสมมาตรสูงสุด ส่วนขนาดและรูปร่างของหน่วยเซลล์กำหนดโดยความยาวรอบขอบ a , b , c ตามแกนแกนคริสแทลโลกราฟิก และมุม α , β , γ แกนที่จะเลือกขึ้นจะเป็นสิ่งที่กำหนดรูปร่างของหน่วยเซลล์ที่สร้างขึ้นซ้ำๆกัน ในสามมิติจะได้รูปร่างของผลึกใหญ่ๆ

Download

การจัดเรียงอะตอมหรือไอออนในผลึก

Post thumbnail


ผลึกโลหะนั้นจะมีการบรรจุทรงกลมในลักษณะที่มีการสัมผัสกันมากที่สุดเท่าที่ จะเป็นไปได้ เรียกว่า การเรียงตัวชิดที่สุด (closet-packed structure) การเรียงทรงกลมให้ได้โครงสร้างที่ชิดที่สุด อาจเรียงได้ 2 แบบ คือ

1. โครงสร้างชิดที่สุดแบบเฮกซะโกนอล (hexagonal closet-packed structure, hcp) เป็นการบรรจุอนุภาคโดยมีลักษณะการซ้อนของชั้นต่างๆ เป็น AB AB … หมายความว่ามีการจัดเรียงอนุภาค 2 ชั้นที่ไม่เหมือนกันซ้ำๆ กันไปเรื่อยๆ คือชั้นที่ 1 ซึ่งเป็นชั้น A จะไม่มีการจัดเรียงอนุภาคซ้ำกับชั้นที่ 2 ซึ่งเป็นชั้น B (จัดเรียงอนุภาคแบบเหลื่อมกัน) แต่จะเหมือนกับชั้นที่ 3

2. โครงสร้างชิดที่สุดแบบลูกบาศก์ (cubic closet-packed structure, ccp) เป็นการบรรจุอนุภาคโดยมีลักษณะเป็น ABC ABC… หมายความว่ามีการจัดเรียงอนุภาค 3 ชั้นที่ไม่เหมือนกันซ้ำๆ กันไปเรื่อยๆ ดังแสดงในรูปที่ 16 การจัดเรียงตัวแบบนี้จะมีหน่วยเซลล์เป็นแบบ fcc

Download

ระบบลูกบาศก์

Post thumbnail


1. Simple cubic (sc) มีทรงกลมอยู่ที่มุมของลูกบาศก์เท่านั้น ลักษณะโครงสร้างของหน่วยเซลล์ แต่ละอะตอมรวมกัน 8 อะตอม อยู่ตรงมุมของหน่วยเซลล์ในลักษณะที่ทั้ง 8 อะตอมดังกล่าวจะถูกใช้ร่วมกับหน่วยเซลล์อื่น ๆ

2. Body-Centered Cubic (bcc) มีทรงกลมที่มุมและจุดศูนย์กลางลูกบาศก์ ลักษณะโครงสร้างของหน่วยเซลล์ ประกอบด้วยอะตอม 1 อะตอม อยู่ตรงศูนย์กลางของหน่วยเซลล์ และแต่ละอะตอมรวมกัน 8 อะตอม อยู่ตรงมุมของหน่วยเซลล์ในลักษณะที่ทั้ง 8 อะตอมดังกล่าวจะถูกใช้ร่วมกับหน่วยเซลล์อื่น ๆ ในระบบโครงสร้างโดยรวม โครงสร้างแบบ BCC จะมีพันธะการเกิดแรง โดยรวมเท่ากับ 2 อะตอม

3. Face Centered Cubic (FCC) มีทรงกลมที่มุมของลูกบาศก์และที่จุดกึงกลางของผิวทุกหน้า ลักษณะโครงสร้างของหน่วยเซลล์จะประกอบด้วยอะตอม อยู่ตรงมุมของหน่วยเซลล์ในลักษณะที่ใช้ร่วมกับหน่วยเซลล์อื่น และอีก 6 อะตอม จะอยู่กึ่งกลางของผิวทั้งหกด้านของหน่วยเซลล์ ในลักษณะที่จะร่วมใช้กับอีก 1 หน่วยเซลล์ที่วางอยู่ติดกัน ในโครงสร้างแบบ FCC จะมีพันธะการเกิดแรงโดยรวมเท่ากับ 4 อะตอม

Download

โครงสร้างผลึกสามัญบางชนิด

Post thumbnail


ประกอบด้วยโครงสร้างผลึกสามัญดังต่อไปนี้

- โครงสร้างโซเดียมคลอไรด์ (NaCl)

- โครงสร้างซีเซียมคลอไรด์ (CsCl)

- โครงสร้างฟลูออไรด์ (CaF2)

- โครงสร้างซิงค์ซัลไฟด์ (Zinc blende)

- โครงสร้างซิงค์ซัลไฟด์ (Wurtzite)

Download