krystallstruktur

Krystallstruktur. Sammenhengen mellom radiusforholdet for kation og anion (Rk:Ra) og koordinasjonstallet (K.T.). Ionene er regnet å være kuler som berører hverandre. Jo større kationet er, jo flere anioner kan stables omkring det. Det høyeste antall er 12. Da er alle kulene like store, og vi har en tetteste kulepakning, evt. en tilnærmet tetteste kulepakning (kubus – oktaeder som vist i figuren). I krystallstrukturer vil ofte koordinasjonspolyedrene (vist til høyre på figuren) kunne avvike fra sine regulære former, og koordinasjonstall som 5, 7 eller 9 kan også forekomme.

Krystallstruktur av /Store norske leksikon ※. Gjengitt med tillatelse

Krystallstruktur. A) Romsentrert kubisk gitter, hvert atom er omgitt av 8 nærmere naboer (8-koordinasjon). Eksempler: α-jern, krom. B) Flatesentrert kubisk gitter med koordinasjonstall 12, svarer til den kubisk tetteste kulepakning. Eksempler: ß-jern, kobber, gull, sølv. C) Heksagonalt gitter med 12-koordinasjon, svarer til den heksagonale tetteste kulepakning. Eksempler: magnesium, sink.

Krystallstruktur av /Store norske leksikon ※. Gjengitt med tillatelse

Krystallstruktur. Krystallstrukturen for natriumklorid (NaCl). For oversiktens skyld er ionene tegnet som små og like store kuler. Ioneradiene for Na+ og Cl– er imidlertid henholdsvis 0,099 og 0,181 nm. Dette gir et radiusforhold på 0,547 som svarer til 6-koordinasjon (oktaeder-koordinasjon), dvs. hvert ion er omgitt av 6 nabo-ioner med motsatt ladning. Et slikt koordinasjonspolyeder er angitt på figuren. De plan som kan legges igjennom gitterpunktene, vil svare til de ytre flater som kan utvikles på en krystall, men for natriumklorid er kubusen (terningen), som er begrenset av de tettest besatte gitterplan, praktisk talt den eneste forekommende krystallform. Mineralet galenitt (blyglans), som også har NaCl-struktur, opptrer derimot med en rekke forskjellige krystallformer.

Krystallstruktur av /Store norske leksikon ※. Gjengitt med tillatelse

Krystallstruktur. Tetteste kulepakning av like store kuler. I de to figurene symboliserer sirklene kuler som tenkes plassert over hverandre i horisontale lag; lagene er tegnet sett ovenfra. De nederste kulene (grå) ligger helt inntil hverandre, lag A. I groper på oversiden av dette laget ligger et kulelag, B (blå), hvor kulene også ligger inntil hverandre. Kulene i det tredje laget, C (grønne), kan plasseres på to måter: Den ene måten går ut på at kulene legges i groper rett over sentrum til kulene i lag A, f.eks. i punktet P i figur a. Kulene i det tredje laget og lag A blir da liggende rett over hverandre slik som i figuren. En kulepakning bygd på dette prinsippet kalles heksagonale tetteste kulepakning. I denne er det altså to lag (A og B) som avvekslende gjentar seg. Man skriver ofte at rekkefølgen av lag er ABAB... Den andre muligheten (figur b) går ut på at kulene i det tredje laget plasseres i groper som svarer til punktet Q i figur a. Det nye kulelaget (lag C) blir nå liggende noe forskjøvet både i forhold til lag A og lag B. En kulepakning bygd på dette prinsippet kalles kubisk tetteste kulepakning. Rekkefølgen av kulelagene her er ABCABC... Samlet fyller kulene i både den heksagonale og kubisk tetteste kulepakningen 74 % av det rom som står til rådighet.

Krystallstruktur av /Store norske leksikon ※. Gjengitt med tillatelse

Krystallstruktur er hvordan atomene er ordnet i et krystallinsk fast stoff.

En krystall kan beskrives som en tredimensjonal stabel av enhetsceller. Når krystallstrukturen er bestemt betyr det at vi vet hvilke atomer som er i enhetscellen, og hvordan de er plassert der. Dette kan bestemmes med røntgenkrystallografi for tyngre atomer enn hydrogen. Posisjonen av hydrgenatomene kan bestemmes med nøytrondiffraksjon. Supplerende informasjon kan man finne ved å bruke forskjellige spektroskopiske metoder.

De første krystallstrukturer ble bestemt i 1912. Det var strukturen av enkle uorganiske salter og metaller. Siden har stadig mer kompliserte strukturer blitt bestemt av betydning både i mineralogi, faststoff-fysikk, organisk kjemi, biokjemi og biologi, se IUCr.

Strukturen av mange metaller kan beskrives som former av tetteste kulepakning.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg