خلايا الوحدة الفلزية ثلاثية الأبعاد – المكعب البسيط و BCC و FCC و HCP
الكيمياءالروابط الكيميائية17–18 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلنموذج ثلاثي الأبعاد قابل للتدوير لخلية وحدة واحدة: مكعب بسيط، ومكعب متمركز الجسم، ومكعب متمركز الأوجه، وسداسي متراص. تُظهر العروض المقطوعة والمفصولة نصيب الخلية من كل ذرة (الركن 1/8، الوجه 1/2، الداخل 1؛ ركن الخلية السداسية 1/6)، ويعطي جدول العدّ عدد الذرات في الخلية Z، وعدد التناسق، والعلاقة بين طول الضلع a ونصف القطر الذري r، وكفاءة التعبئة، وكثافة فلزات أمثلة (Po، Na، Fe، W، Cu، Al، Au، Mg، Zn، Ti…).
الدرس: البنى البلورية للفلزات: خلايا الوحدة المكعبة البسيطة والمتمركزة الجسم والمتمركزة الأوجه والسداسية المتراصة؛ عدد الذرات في الخلية، وعدد التناسق، وكفاءة التعبئة
ماذا تعرض
خلية الوحدة أصغر صندوق يتكرر في البلورة. تشترك الذرات الواقعة على أركانها وأحرفها وأوجهها مع الخلايا المجاورة، فلا يخص الخلية منها إلا 1/8 أو 1/4 أو 1/2، و 1/6 عند ركن الخلية السداسية. يقطع هذا النموذج ثلاثي الأبعاد الذرات عند جدران الخلية أو يفصل أجزاءها لتعدّها: المكعب البسيط 1، والمكعب متمركز الجسم 2، والمكعب متمركز الأوجه 4، والسداسي المتراص 6 ذرات في الخلية. ويبيّن مواضع تلامس الذرات، ويربط طول الضلع a بنصف القطر r، ويستخدم ثوابت الشبكة المقيسة لحساب كفاءة التعبئة والكثافة.
طريقة الاستخدام
اختر بنية، ثم بدّل العرض بين «مقطوعة عند حدود الخلية» و«أجزاء مفصولة» و«ذرات كاملة» و«ذرات مصغّرة» لتعدّ الأجزاء وتتحقق من الجدول أدناه. فعّل «خط التلامس» لترى أين تتلامس الذرات وتستنتج a من r، و«أقرب الجيران» لتعدّ عدد التناسق، بما في ذلك الذرات في الخلايا المجاورة. اختر فلزًا واطلب من الطلاب حساب كثافته من a قبل قراءة النتيجة.
المعاملات القابلة للتغيير
- البنية البلورية مكعب بسيط (SC), مكعب متمركز الجسم (BCC), مكعب متمركز الأوجه (FCC), سداسي متراص (HCP)
- فلز المثال (إن كانت بنيته مختلفة، يُستخدم أول فلز من البنية المختارة) البولونيوم α (Po) – مكعب بسيط, الصوديوم (Na) – BCC, البوتاسيوم (K) – BCC, الحديد α (Fe) – BCC, الكروم (Cr) – BCC, التنغستن (W) – BCC, النحاس (Cu) – FCC, الألومنيوم (Al) – FCC, الفضة (Ag) – FCC, الذهب (Au) – FCC, النيكل (Ni) – FCC, المغنيسيوم (Mg) – HCP, الخارصين (Zn) – HCP, التيتانيوم α (Ti) – HCP
- العرض مقطوعة عند حدود الخلية, ذرات كاملة, أجزاء مفصولة, ذرات مصغّرة
- إظهار عدد التناسق
- إظهار خط التلامس
أسئلة للاستكشاف
- لماذا لا تحتوي خلية المكعب متمركز الأوجه إلا على 4 ذرات مع أن 14 ذرة تلامس الخلية؟
- في أي اتجاه تتلامس الذرات في خلية المكعب متمركز الجسم، وماذا يعطي ذلك لقيمة a بدلالة r؟
- لماذا تكون تعبئة المكعب متمركز الجسم أقل كفاءة من المكعب متمركز الأوجه والتعبئة السداسية المتراصة؟
