Kristalografi hakkında 10 gerçek

Kristalografi hakkında 10 gerçek

Artyom Oganov,
Yer Bilimleri Fakültesi Profesörü ve New York Eyalet Üniversitesi Fizik ve Astronomi Fakültesi
"Trinity Seçeneği" №15 (84), 02 Ağustos 2011

  1. Kristalografi, atomik yapı ve malzemelerin özellikleri, fizik, kimya, malzeme bilimi, jeoloji ve planetoloji ve biyoloji arasındaki bir köprü gibi disiplinlerarası bir bilimdir. Kristalografinin kurucusu Dane Nikolay Stenon'dur (Niels StensenKristalografinin ilk kanunu olan kristallerin yüzleri arasındaki açıların sabitliğini yasaklamayan, 1638-1686), (1669). Stenon daha sonra bir piskopos oldu, sofulik bir hayat yaşadı ve Katolik Kilisesi tarafından kanonlaştırıldı.
  2. Çoğu malzeme kristallerdir. Bir kristal atomik yapısı bir translasyon periyodikliğine sahip olan katı bir cisimdir. Periyodikliğe ek olarak, kristaller genellikle başka simetri unsurlarına (eksenel, düzlemsel ve inversiyon) sahiptir. Farklı kristal yapıların sayısı sonsuzdur, ancak hepsi 1890 yılında E. S. Fedorov (1853-1919) tarafından türetilen 230 simetri grubuna aittir.
  3. Kristallerin yapısı kırınım fenomeni ile belirlenir,Dağınık ışınların (X-ışını, nötron, elektron, gama ışınları) pozisyonu ve yoğunluğu, yapıdaki atomların düzenlenmesi hakkında bilgi içerdiğinden. İlk yapılar 1913 yılında U.G. ve B. Braggie tarafından çözüldü ve kristaller üzerindeki X-ışını kırınımı fenomeni 1912'de M. von Laue tarafından keşfedildi. Şimdi, örneğin, evrimsel algoritmalar kullanarak, kristallerin yapısını güvenilir bir şekilde tahmin etmek de mümkündür. Biyomoleküllerin (DNA, proteinler, vb.) Yapısını belirlemek için kristalografik yöntemler kullanılır.
  4. X ışını kırınımını kullanarak, kristallerdeki elektron yoğunluğu dağılımının ayrıntılarını belirleyebilir ve kimyasal bağı analiz edebilir. Nötron kırınımı, sıkma yoğunluğu hakkında bilgi verir. Her iki tip difraksiyon, atomların termal yer değiştirmelerinin büyüklüğü ve bozukluğun derecesi hakkında bilgi verir. Bu veriler, kural olarak, kuantum-mekanik hesaplamalar ile iyi bir uyum içindedir.

    (veA) H moleküllerinin yerini gösteren buzun kristal yapısı2A. Kristal, yapının periyodikliği ile karakterizedir.
    (b) 2006–2009'da yapısı anlaşılan yeni bir karbon modifikasyonu olan M-karbonu.(A. R. Oganov, Q. Li)

  5. Kimyasal bağlanma türü ve kristal yapısı, atomların özellikleriyle, yarıçapları, elektronegatiflikleri ve polarizanlıkları tarafından belirlenir. Bu özellikler, kristaldeki atomların ortamına bağlıdır ve büyük oranda koşulludur. Çeşitli yarıçap ve elektronegatiflik ölçekleri vardır.
  6. Kristal – en yaygın olmasına rağmen, uzun menzilli siparişle bilinen katı madde formlarından sadece bir tanesidir. Orantısız fazlar da bilinmektedir (periyodik bir dalga tarafından bozulan, periyodik bir dalga tarafından bozulan, periyodik bir yapıya sahip olan veya periyodik bir alt yapıya sahip olan, periyodik olarak irrasyonel olan, yapının genel periyodikliğinin kaybına yol açan) ve kuasikristaller olduğu bilinmektedir.
  7. Uzun bir mertebeden, ancak translasyonel periyodik olmayan özel bir madde durumu olan Kuasikristaller, 1982'de D. Shechtman tarafından keşfedilmiştir. Bir dizi simetri unsuru (5., 7. ve üstü sıraların eksenleri) üç boyutlu periyodiklik ile uyumsuzdur. 5., 8., 10. ve 12. emirlerin simetri eksenleri ile bilinen kuasikristaller. Bilinen tüm kuasikristaller, alaşımlar, supramoleküler agregatlar veya kolloidal parçacıkların agregatlarıdır. Tek bir iyon kuasikris bilinmemektedir. (ve) Borun yeni bir süper sertlik modifikasyonu olan Gamma-boron, 2007'de açıldı (Oganov, 2009) ve benzersiz bir kimyasal bağlanma karakterine sahipti.
    (b) Sodyumun metalik olmayan saydam bir modifikasyonunun kristal yapısı tahmin edilir ve daha sonra 2 milyondan fazla atmosferde bir basınçta elde edilir. Turuncu "bulutlar" valans elektronlarının lokalizasyon alanlarını gösterir.
    (içinde) Renk gibi bir özellik bile, genellikle kordierit (Mg, Fe) için burada gösterildiği gibi yöne bağlıdır.2Al4si5Ey18.
  8. Bir kristalin yapısı, özelliklerinin çoğunu belirler. Camlar ve sıvıların aksine, kristallerin birtakım ilginç özellikleri (ferroelektrik, piezoelektrik, çift kırılma) olabilir ve özellikleri yönüne bağlı olabilir. Basınç ve sıcaklık değiştiğinde, yapı değişebilir (buna faz geçişi denir). Faz geçişleri ilk türden (yapıda ve tüm özelliklerde sıçrama benzeri bir değişiklik) ya da ikinci türden (özelliklerin yapısı ve kısmı düzgün bir şekilde değişir ve simetri ve bazı özellikler sıçrama benzeri bir şekilde değişir). Dünya'nın mantosunda meydana gelen faz geçişleri, Dünya'nın taşlarının özelliklerinde meydana gelen dramatik değişiklikleri, sismologlar tarafından kaydedilen derinlikle açıklar. Dünyanın merkezindeki basınç 3.64 milyon atmosfer.
  9. Bir maddenin kimyası, basınç altında önemli ölçüde değişir ve pek bir şey tam olarak anlaşılamamıştır. Özellikle, basınç altında bulunan basit metaller (Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba, Al), hala tam olarak açıklanmayan son derece karmaşık yapılar oluştururlar. Aynı zamanda, metalleşme ve oksijen ve kükürdün süperiletken duruma geçişi ve basınç altında metalikliğin sodyum kaybı gibi şaşırtıcı gerçekler de iyi anlaşılmıştır.
  10. Araştırmacıların ve uygulayıcıların büyük bir ilgisi de, kırılma indisinin ışığın dalga boyuna benzer bir frekansla değiştiği, fotonik kristaller – metamaterials tarafından çekilmektedir. Fotonik kristaller optik filtrelerin özelliklerine sahiptir. Doğal fotonik kristalin bir örneği, periyodik olarak yerleştirilmiş amorf silika globullarından oluşan opaldir.

Like this post? Please share to your friends:
Bir cevap yazın

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: