11.14 : Katıların Yapısı

Katılar, üç boyutlu iç yapılarına göre amorf veya kristal olarak sınıflandırılır. Kaynaşmış silika cam gibi amorf katılar, kurucu parçacıklarının düzenli bir iç düzenlemesinden yoksundur, oysa kuvars gibi kristalli katılar, katı boyunca tekrar eden üç boyutlu bir modelde düzenlenmiş kurucu parçacıklara sahiptir. Kristalin bir katının yapısı, yapının simetrisini koruyan kristal yapının tekrar eden en küçük birimi olan bir birim hücre ile temsil edilir.

Genel üç boyutlu desen, kafes noktaları ve kafes vektörlerinden oluşan bir kristal kafes olarak bilinir. Kafes vektörleri, birim hücrenin kenarlarını tanımlar ve kafes noktaları, köşelerde, yüzlerde veya birim hücrenin merkezinde olabilir. Kafes sistemleri, birim hücrenin boyutları ile tanımlanır.

7 tür kafes sistemi vardır:kübik, dörtgen, ortorombik, eşkenar dörtgen, monoklinik, triklinik ve hekzagonal. Bir birim hücredeki atomların konumları, kafes noktalarının konumlarıyla aynı olmak zorunda değildir. Birim hücredeki atomların modeli veya motif, genellikle atomların belirli bir kafes noktasına göre konumları cinsinden tanımlanır.

Bir birim hücredeki atom sayısı, katının ne kadar iyi sıkıştığını ya da aralarındaki boşluktan ziyade atomların kapladığı hacim miktarını yansıtır. Birim hücrede daha yüksek sayıda atom genellikle daha verimli sıkışmaya karşılık gelir. Bir birim hücreye atanan atomlar, tamamen hücre içinde yer almayabilir.

Bu kısmi atomları saymanın bir yolu, bir köşedeki her atomu bir atomun sekizde biri bir yüzdeki her atomu bir atomun yarısı olarak düşünmektir. Alternatif olarak, bir birim hücrenin her köşesinde bir atom varsa, biri birim hücreye atanır ve diğer yedisi göz ardı edilir. Bir birim hücrenin iki yüzünün her birinde bir atom varsa biri birim hücreye atanır ve diğeri yok sayılır.