રસાયણવિજ્ઞાન એકમ કોષ

એકમ કોષ શું છે?#

એકમ કોષ એ સ્ફટિક જાળીનો સૌથી નાનો પુનરાવર્તિત એકમ છે. તે ત્રિ-પરિમાણીય સમાંતર ષટ્ફલક છે જેમાં સમગ્ર સ્ફટિકનું વર્ણન કરવા માટેની બધી જરૂરી માહિતી સમાયેલી હોય છે. એકમ કોષને તે વેક્ટર્સ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જે જાળી બિંદુઓને જોડે છે, જે તે બિંદુઓ છે જ્યાં સ્ફટિકના અણુઓ અથવા અણુસમૂહો સ્થિત હોય છે.

જાળીના પ્રકારો#

ઘણા વિવિધ પ્રકારની જાળીઓ છે, દરેકની પોતાની અનન્ય ગુણધર્મો સાથે. સૌથી સામાન્ય પ્રકારની જાળીઓમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• સંપૂર્ણ જાળીઓ: સંપૂર્ણ જાળી એ એવી જાળી છે જેમાં દરેક ઉપસમૂહની ઉચ્ચતમ સીમા અને નિમ્નતમ સીમા હોય છે.
• વિતરક જાળીઓ: વિતરક જાળી એ એવી જાળી છે જેમાં વિતરક નિયમો લાગુ પડે છે.
• મૉડ્યુલર જાળીઓ: મૉડ્યુલર જાળી એ એવી જાળી છે જેમાં મૉડ્યુલર નિયમ લાગુ પડે છે.
• બુલિયન જાળીઓ: બુલિયન જાળી એ એવી જાળી છે જે સીમિત સમૂહના ઘાત સમૂહ સાથે સમરૂપ હોય છે.

સંકલન સંખ્યાને અસર કરતા પરિબળો#

ધાતુ આયનની સંકલન સંખ્યા અનેક પરિબળો દ્વારા નક્કી થાય છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• ધાતુ આયનનું કદ: મોટા ધાતુ આયનોની ઉચ્ચ સંકલન સંખ્યા હોય છે કારણ કે તેઓ તેમની આસપાસ વધુ લિગેન્ડોને સમાવી શકે છે.
• ધાતુ આયનનો વીજભાર:** ઉચ્ચ વીજભાર ધરાવતા ધાતુ આયનો સામાન્ય રીતે નીચી સંકલન સંખ્યા ધરાવે છે કારણ કે તેઓ વધુ લિગેન્ડોને આકર્ષી શકે છે.
• લિગેન્ડોની પ્રકૃતિ: મોટા કદના અથવા વધુ દાતા અણુઓ ધરાવતા લિગેન્ડો ધાતુ આયનની સંકલન સંખ્યા વધારી શકે છે.

સામાન્ય સંકલન સંખ્યાઓ#

સૌથી સામાન્ય સંકલન સંખ્યાઓ 4, 6 અને 5 છે. આ સંખ્યાઓ સંકલન રસાયણવિજ્ઞાનમાં સૌથી સામાન્ય બહુફલકોના શિરોબિંદુઓની સંખ્યાને અનુરૂપ છે: અનુક્રમે ચતુષ્ફલક, અષ્ટફલક અને ચોરસ પિરામિડ.

સંકલન સંખ્યાઓના ઉપયોગો#

સંકલન સંખ્યાઓનો ઉપયોગ નીચેના માટે થાય છે:

• સંકલન સંયોજનોની રચનાનું વર્ણન કરવા.
• સંકલન સંકીર્ણોના ગુણધર્મોની આગાહી કરવા.
• ઇચ્છિત ગુણધર્મો સાથે નવા સંકલન સંયોજનોની રચના કરવા.

સંકલન સંખ્યાઓ સંકલન રસાયણવિજ્ઞાનમાં એક મૂળભૂત ખ્યાલ છે અને સંકલન સંયોજનોની રચના અને ગુણધર્મો સમજવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તેનો ઉપયોગ ઇચ્છિત ગુણધર્મો સાથે નવા સંકલન સંયોજનોની રચના કરવા માટે પણ થાય છે.

સ્ફટિક જાળીની ભૂમિતિ#

સ્ફટિક જાળી એ અવકાશમાં અણુઓ, અણુસમૂહો અથવા આયનોની નિયમિત ગોઠવણી છે. સ્ફટિક જાળીની ભૂમિતિ આ કણોની ગોઠવણી અને તેમની વચ્ચેના ખૂણાઓ દ્વારા નક્કી થાય છે.

આદિમ કોષો#

આદિમ કોષ એ સૌથી નાનો એકમ કોષ છે જેનો ઉપયોગ સ્ફટિક જાળી ઉત્પન્ન કરવા માટે થઈ શકે છે. તે ત્રણ વેક્ટર્સ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત સમાંતર ષટ્ફલક છે, જેને આદિમ અનુવાદ વેક્ટર્સ કહેવામાં આવે છે. આ વેક્ટર્સ એક સામાન્ય બિંદુથી દોરવામાં આવે છે અને આદિમ કોષની કિનારીઓને વ્યાખ્યાયિત કરે છે.

બ્રેવે જાળીઓ#

14 સંભવિત બ્રેવે જાળીઓ છે, જે તેમના એકમ કોષોની ગોઠવણી અનુસાર વર્ગીકૃત થયેલી છે. સાત સ્ફટિક પ્રણાલીઓ છે:

• ઘનાકાર
• ચતુષ્કોણીય
• સમલંબ ચતુષ્કોણીય
• એકલતલીય
• ત્રિપલકીય
• ષટ્કોણીય રચના
• સમચતુષ્કોણીય

સ્ફટિક રચનાઓ#

કોઈ પદાર્થની સ્ફટિક રચના સ્ફટિક જાળીની અંદર તેના અણુઓ, અણુસમૂહો અથવા આયનોની ગોઠવણી દ્વારા નક્કી થાય છે. ઘણી વિવિધ સ્ફટિક રચનાઓ છે, પરંતુ સૌથી સામાન્યમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• સરળ ઘન
• કેન્દ્રિત ઘન રચના
• પૃષ્ઠ-કેન્દ્રિત ઘન રચના
• ષટ્કોણીય સંઘનિત સ્તરીકરણ
• કેન્દ્રિત ચતુષ્કોણીય
• સમલંબ ચતુષ્કોણીય
• એકલતલીય
• ત્રિપલકીય

બિંદુ સમૂહો#

સ્ફટિકનો બિંદુ સમૂહ એ તમામ પરિભ્રમણો અને પ્રતિબિંબોનો સમૂહ છે જે સ્ફટિકને અપરિવર્તિત છોડે છે. 32 બિંદુ સમૂહો છે, જે તેમની સ્ફટિક જાળીઓની સંમિતિ અનુસાર વર્ગીકૃત થયેલા છે.

અવકાશ સમૂહો#

સ્ફટિકનો અવકાશ સમૂહ એ તમામ અનુવાદો, પરિભ્રમણો અને પ્રતિબિંબોનો સમૂહ છે જે સ્ફટિકને અપરિવર્તિત છોડે છે. 230 અવકાશ સમૂહો છે, જે તેમની સ્ફટિક જાળીઓની સંમિતિ અનુસાર વર્ગીકૃત થયેલા છે.

સ્ફટિકવિદ્યાના ઉપયોગો#

સ્ફટિકવિદ્યા એ સ્ફટિકોની રચનાનો અભ્યાસ છે. તેનો ઉપયોગ વિવિધ ક્ષેત્રોમાં થાય છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• પદાર્થ વિજ્ઞાન
• રસાયણવિજ્ઞાન
• ખનિજવિદ્યા
• ભૂસ્તરશાસ્ત્ર
• જીવવિજ્ઞાન
• ફાર્મસી

સ્ફટિકવિદ્યા એ પદાર્થોના ગુણધર્મો સમજવા અને ચોક્કસ ગુણધર્મો સાથે નવા પદાર્થોની રચના કરવા માટે એક શક્તિશાળી સાધન છે.

સ્ફટિક જાળીનું નિરૂપણ#

સ્ફટિક જાળી એ અવકાશમાં અણુઓ, અણુસમૂહો અથવા આયનોની નિયમિત ગોઠવણી છે. તેને ઘણી રીતે રજૂ કરી શકાય છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

1. બ્રેવે જાળીઓ#

બ્રેવે જાળીઓ એ સ્ફટિક જાળીનું સૌથી સરળ નિરૂપણ છે. તે એક એકમ કોષ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત થાય છે, જે જાળીનો સૌથી નાનો પુનરાવર્તિત એકમ છે. 14 વિવિધ બ્રેવે જાળીઓ છે, જે તેમની સંમિતિ અનુસાર વર્ગીકૃત થયેલી છે.

2. મિલર સૂચકાંકો#

મિલર સૂચકાંકો એ સ્ફટિક જાળીમાં સમતલની દિશા રજૂ કરવાની એક રીત છે. તે ત્રણ પૂર્ણાંકો છે જે એકમ કોષના ત્રણ અક્ષો સાથે સમતલના આંતરછેદને અનુરૂપ છે.

3. સ્ફટિકવિજ્ઞાનીય દિશાઓ#

સ્ફટિકવિજ્ઞાનીય દિશાઓ એ સ્ફટિક જાળીમાં રેખાની દિશા રજૂ કરવાની એક રીત છે. તે એક વેક્ટર દ્વારા રજૂ થાય છે જે એકમ કોષના મૂળબિંદુથી તે બિંદુ તરફ નિર્દેશિત હોય છે જ્યાં રેખા સંકલન સમતલોને છેદે છે.

4. સ્ટીરિયોગ્રાફિક પ્રક્ષેપણ#

સ્ટીરિયોગ્રાફિક પ્રક્ષેપણ એ ત્રિ-પરિમાણીય સ્ફટિક જાળીને દ્વિ-પરિમાણીય સપાટી પર રજૂ કરવાની એક રીત છે. તે જાળીને ગોળા પર પ્રક્ષેપિત કરીને અને પછી ગોળાને સમતલ પર પ્રક્ષેપિત કરીને કરવામાં આવે છે.

5. પાઉડર વિવર્તન#

પાઉડર વિવર્તન એ પદાર્થના પાઉડર નમૂનામાંથી એક્સ-કિરણો અથવા ન્યુટ્રોનના વિવર્તનનું વિશ્લેષણ કરીને સ્ફટિક જાળીની રચના નક્કી કરવાની એક તકનીક છે.

6. એક-સ્ફટિક એક્સ-કિરણ વિવર્તન#

એક-સ્ફટિક એક્સ-કિરણ વિવર્તન એ પદાર્થના એક જ સ્ફટિકમાંથી એક્સ-કિરણોના વિવર્તનનું વિશ્લેષણ કરીને સ્ફટિક જાળીની રચના નક્કી કરવાની એક તકનીક છે.

7. ન્યુટ્રોન વિવર્તન#

ન્યુટ્રોન વિવર્તન એ પદાર્થના નમૂનામાંથી ન્યુટ્રોનના વિવર્તનનું વિશ્લેષણ કરીને સ્ફટિક જાળીની રચના નક્કી કરવાની એક તકનીક છે.

8. ઇલેક્ટ્રોન વિવર્તન#

ઇલેક્ટ્રોન વિવર્તન એ પદાર્થના નમૂનામાંથી ઇલેક્ટ્રોનના વિવર્તનનું વિશ્લેષણ કરીને સ્ફટિક જાળીની રચના નક્કી કરવાની એક તકનીક છે.

9. સ્કેનિંગ ટનલિંગ માઇક્રોસ્કોપી#

સ્કેનિંગ ટનલિંગ માઇક્રોસ્કોપી (STM) એ સપાટી પર તીક્ષ્ણ ધાતુની ટીપને સ્કેન કરીને સ્ફટિક જાળીની સપાટીની છબી બનાવવાની એક તકનીક છે.

10. પરમાણ્વીય બળ સૂક્ષ્મદર્શી#

પરમાણ્વીય બળ સૂક્ષ્મદર્શી (AFM) એ સપાટી પર તીક્ષ્ણ કેન્ટિલિવરને સ્કેન કરીને સ્ફટિક જાળીની સપાટીની છબી બનાવવાની એક તકનીક છે.