Sistem cubic
Sistemul cubic este unul dintre sistemele utilizate pentru clasificarea mineralelor pe baza gradului lor de simetrie . Este unul dintre cele mai comune și simple modele găsite în cristale și minerale.
Există trei tipuri principale de sisteme cubice: simplu , centrat pe corp (bcc) și centrat pe față (fcc), la care se adaugă alte câteva variante. Rețineți că, deși celula unitară a acestor cristale este luată în mod convențional ca un cub , adesea celula primitivă nu este ; acest lucru se datorează faptului că în majoritatea sistemelor cubice există mai mult de un atom pentru fiecare unitate.
Sistemul cubic este sistemul cu cel mai înalt grad de simetrie: cristalele mineralelor aparținând acestui sistem se caracterizează prin prezența unui centru de simetrie ; în plus, având în vedere cristalul conform celor trei axe clasice a, b, c ale mineralogiei, celula unitară a cristalului are trei laturi și trei unghiuri de dimensiuni egale:
- a = b = c
- α = β = γ
| Bravais zăbrele | Sistem cristalin | Celula convențională | V C / V P (*) | Generatoare |
| Cubic P (simplu) | Cub a = b = c α = β = γ = 90 ° |  | 1 | a 1 = a a 2 = b a 3 = c |
| Cubic I ( centrat pe corp ) |  | 2 | a 1 = a a 2 = b a 3 = ( a + b + c ) / 2 | |
| Cubic F (față centrată) |  | 4 | a 1 = ( a + b ) / 2 a 2 = ( a + c ) / 2 a 3 = ( b + c ) / 2 |
Structuri comune în compuși binari
Unele structuri aparținând sistemului cubic, observate în mod obișnuit în compușii ionici binari , sunt ilustrate mai jos. Este obișnuit să denumiți structurile individuale cu numele unui compus tipic care prezintă acea structură. De exemplu, se spune că clorura de litiu și oxidul de magneziu sunt compuși care cristalizează în structura asemănătoare clorurii de sodiu .
Structură asemănătoare clorurii de sodiu
În clorura de sodiu (NaCI) fiecare dintre cele două tipuri de atomi formează o rețea cubică centrată pe față; cele două rețele sunt interpenetrate astfel încât fiecare atom de un tip să fie în centrul unei celule unitare a rețelei cubice centrate pe față a celorlalți atomi. Alternativ, anionii Cl - mai mari (r = 181 pm) pot fi considerați ca formând o rețea centrată pe față, în timp ce cationii mai mici de Na + (r = 102 pm) ocupă interstițiile octaedrice. În orice caz, atât Na + cât și Cl - sunt hexacoordonate cu geometrie octaedrică. Ca primă aproximare, se poate aștepta ca această structură să se formeze mai ușor atunci când raportul dintre raza cationului și raza anionului este între 0,41 și 0,73. [1] Există mai mult de 400 de compuși binari care cristalizează cu structura de tip NaCl. Unele exemple sunt: halogenuri de sodiu , litiu , potasiu și rubidiu , oxizi și calcogenide ale metalelor divalente (MgO, CaO, SrO, MnO, CoO .. .), halogenuri de argint (cu excepția AgI), aliaje interstițiale. [2]
Structură asemănătoare clorurii de cesiu
În clorura de cesiu (CsCl) fiecare dintre cele două tipuri de atomi formează o rețea cubică simplă; cele două rețele sunt interpenetrate astfel încât fiecare atom de un tip să fie în centrul unei celule unitare a rețelei cubice simple a celorlalți atomi. Alternativ, anionii Cl - (r = 181 pm) pot fi considerați ca formând o rețea cubică simplă, cu un cation Cs + (r = 167 pm) în centrul fiecărui interstițiu cub. În acest fel, fiecare ion este înconjurat de opt ioni de sarcină opusă cu simetrie cubică. Ca o primă aproximare, se poate aștepta ca această structură să se formeze mai ușor atunci când raportul dintre raza cationului și raza anionului este mai mare de 0,73. Structura de tip CsCl este mult mai puțin comună decât structura de tip NaCl; pe lângă CsCl este adoptat de exemplu de CsBr, CsI, TiCl, TiBr. [1]
Structură asemănătoare sulfurii de zinc
Această structură este numită și tip blende de zinc (sau sfalerită ) din numele mineralului în care apare această structură. În mod similar cu structura asemănătoare NaCl, tot în structura asemănătoare ZnS, fiecare dintre cele două tipuri de atomi formează o rețea cubică centrată pe față, dar cele două rețele sunt interpenetrate diferit, plasând ionii Zn 2+ astfel încât să ocupe jumătate din interstițiile tetraedrice. În acest fel, fiecare ion este înconjurat de patru ioni de sarcină opusă cu simetrie tetraedrică. Această rețea cristalină este similară cu cea a diamantului , care se obține prin schimbul tuturor atomilor de Zn și S cu atomi de carbon. Ca o primă aproximare, se poate aștepta ca această structură să se formeze mai ușor atunci când raportul dintre raza cationului și raza anionului este între 0,22 și 0,41. Structura asemănătoare ZnS este prezentă în mulți compuși binari. Câteva exemple sunt BN, CdS, CuCl, HgS. [2]
Structură asemănătoare fluoritei
Acest tip de structură poartă numele de fluoritul mineral, care este compus din fluorură de calciu (CaF 2 ). Această structură poate fi considerat ca fiind compus dintr - o rețea cubică cu fețe de cationi Ca2 +, în timp ce F - anioni ocupa toate interstițiile tetraedrice. În acest fel, fiecare cation Ca 2+ este înconjurat de opt anioni F - cu simetrie cubică și fiecare anion F - este înconjurat de patru cationi Ca 2+ cu simetrie tetraedrică. BaCI2, CeO 2 și ZrO2 sunt câteva exemple de fluorină-ca structura. [2]
Structură de tip antifluorit
Această structură este obținută din structura asemănătoare fluoritei prin schimbarea pozițiilor cationilor și anionilor. În acest fel, numărul cationilor devine dublu față de cel al anionilor și, prin urmare, există compuși de stoichiometrie generală M 2 X. În structura de tip antifluorit, fiecare anion este înconjurat de opt cationi cu simetrie cubică și fiecare cation este înconjurat de patru anioni. cu simetrie tetraedrică. K 2 O, Na 2 O și Na 2 S sunt câteva exemple ale unei structuri de tip antifluorite. [2]
Notă
Bibliografie
- ( EN ) CE Housecroft și AG Sharpe, Chimie anorganică , ediția a III-a, Harlow (Anglia), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6 .
- ( RO ) W.-K. Li, G.-D- Zhou, TCW Mak, Advanced Structural Inorganic Chemistry , New York, Oxford University Press, 2008, ISBN 978–0–19–921694–9 .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe un sistem cubic
