രസതന്ത്ര യൂണിറ്റ് സെൽ

ഒരു യൂണിറ്റ് സെൽ എന്താണ്?#

ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തിന്റെ ഏറ്റവും ചെറിയ ആവർത്തന യൂണിറ്റാണ് യൂണിറ്റ് സെൽ. മുഴുവൻ ക്രിസ്റ്റലിനെയും വിവരിക്കാൻ ആവശ്യമായ എല്ലാ വിവരങ്ങളും ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഒരു ത്രിമാന സമാന്തര പൈപ്പാണിത്. ജാലക ബിന്ദുക്കളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന വെക്ടറുകളാണ് യൂണിറ്റ് സെല്ലിനെ നിർവചിക്കുന്നത്, ഈ ബിന്ദുക്കളിലാണ് ക്രിസ്റ്റലിന്റെ ആറ്റങ്ങളോ തന്മാത്രകളോ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത്.

ജാലകങ്ങളുടെ തരങ്ങൾ#

പലതരം ജാലകങ്ങളുണ്ട്, ഓരോന്നിനും അതിന്റേതായ അദ്വിതീയ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. ഏറ്റവും സാധാരണമായ ജാലക തരങ്ങളിൽ ചിലത് ഇവയാണ്:

• പൂർണ്ണ ജാലകങ്ങൾ: എല്ലാ ഉപഗണത്തിനും ഒരു സുപ്രീമം, ഇൻഫിമം ഉള്ള ഒരു ജാലകമാണ് പൂർണ്ണ ജാലകം.
• വിതരണ ജാലകങ്ങൾ: വിതരണ നിയമങ്ങൾ ബാധകമായ ഒരു ജാലകമാണ് വിതരണ ജാലകം.
• മോഡുലാർ ജാലകങ്ങൾ: മോഡുലാർ നിയമം ബാധകമായ ഒരു ജാലകമാണ് മോഡുലാർ ജാലകം.
• ബൂളിയൻ ജാലകങ്ങൾ: ഒരു പരിമിത ഗണത്തിന്റെ പവർ സെറ്റിനോട് ഐസോമോർഫിക് ആയ ഒരു ജാലകമാണ് ബൂളിയൻ ജാലകം.

കോർഡിനേഷൻ നമ്പർ ബാധിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ#

ഒരു ലോഹ അയോണിന്റെ കോർഡിനേഷൻ നമ്പർ നിരവധി ഘടകങ്ങളാൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു, അവയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു:

• ലോഹ അയോണിന്റെ വലിപ്പം: വലിയ ലോഹ അയോണുകൾക്ക് ഉയർന്ന കോർഡിനേഷൻ നമ്പറുകൾ ഉണ്ട്, കാരണം അവയ്ക്ക് ചുറ്റുമുള്ള കൂടുതൽ ലിഗാൻഡുകൾ സ്വീകരിക്കാൻ കഴിയും.
• ലോഹ അയോണിന്റെ ചാർജ്:** ഉയർന്ന ചാർജുകളുള്ള ലോഹ അയോണുകൾക്ക് സാധാരണയായി കുറഞ്ഞ കോർഡിനേഷൻ നമ്പറുകൾ ഉണ്ട്, കാരണം അവയ്ക്ക് കൂടുതൽ ലിഗാൻഡുകളെ ആകർഷിക്കാൻ കഴിയും.
• ലിഗാൻഡുകളുടെ സ്വഭാവം: വലുതോ കൂടുതൽ ദാതാ ആറ്റങ്ങളോ ഉള്ള ലിഗാൻഡുകൾക്ക് ഒരു ലോഹ അയോണിന്റെ കോർഡിനേഷൻ നമ്പർ വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

സാധാരണ കോർഡിനേഷൻ നമ്പറുകൾ#

4, 6, 5 എന്നിവയാണ് ഏറ്റവും സാധാരണമായ കോർഡിനേഷൻ നമ്പറുകൾ. ഈ നമ്പറുകൾ കോർഡിനേഷൻ രസതന്ത്രത്തിലെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ പോളിഹെഡ്രയുടെ ശീർഷങ്ങളുടെ എണ്ണവുമായി യോജിക്കുന്നു: യഥാക്രമം ടെട്രാഹെഡ്രോൺ, ഒക്റ്റാഹെഡ്രോൺ, സ്ക്വയർ പിരമിഡ്.

കോർഡിനേഷൻ നമ്പറുകളുടെ പ്രയോഗങ്ങൾ#

കോർഡിനേഷൻ നമ്പറുകൾ ഇനിപ്പറയുന്നവയ്ക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു:

• കോർഡിനേഷൻ സംയുക്തങ്ങളുടെ ഘടന വിവരിക്കാൻ.
• കോർഡിനേഷൻ കോംപ്ലക്സുകളുടെ ഗുണങ്ങൾ പ്രവചിക്കാൻ.
• ആവശ്യമുള്ള ഗുണങ്ങളുള്ള പുതിയ കോർഡിനേഷൻ സംയുക്തങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ.

കോർഡിനേഷൻ നമ്പറുകൾ കോർഡിനേഷൻ രസതന്ത്രത്തിലെ അടിസ്ഥാന ആശയമാണ്, കോർഡിനേഷൻ സംയുക്തങ്ങളുടെ ഘടനയും ഗുണങ്ങളും മനസ്സിലാക്കാൻ ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ആവശ്യമുള്ള ഗുണങ്ങളുള്ള പുതിയ കോർഡിനേഷൻ സംയുക്തങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാനും ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തിന്റെ ജ്യാമിതി#

ബഹിരാകാശത്ത് ആറ്റങ്ങളുടെ, തന്മാത്രകളുടെ അല്ലെങ്കിൽ അയോണുകളുടെ ഒരു ക്രമപ്പെടുത്തലാണ് ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകം. ഈ കണികകളുടെ ക്രമീകരണത്തിലൂടെയും അവയ്ക്കിടയിലുള്ള കോണുകളിലൂടെയുമാണ് ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തിന്റെ ജ്യാമിതി നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നത്.

പ്രിമിറ്റീവ് സെല്ലുകൾ#

ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകം സൃഷ്ടിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഏറ്റവും ചെറിയ യൂണിറ്റ് സെല്ലാണ് പ്രിമിറ്റീവ് സെൽ. പ്രിമിറ്റീവ് വിവർത്തന വെക്ടറുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്ന മൂന്ന് വെക്ടറുകൾ നിർവചിക്കുന്ന ഒരു സമാന്തര പൈപ്പാണിത്. ഈ വെക്ടറുകൾ ഒരു പൊതു ബിന്ദുവിൽ നിന്ന് വരച്ച് പ്രിമിറ്റീവ് സെല്ലിന്റെ അറ്റങ്ങൾ നിർവചിക്കുന്നു.

ബ്രാവെ ജാലകങ്ങൾ#

14 സാധ്യമായ ബ്രാവെ ജാലകങ്ങളുണ്ട്, അവ അവയുടെ യൂണിറ്റ് സെല്ലുകളുടെ ക്രമീകരണം അനുസരിച്ച് തരംതിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഏഴ് ക്രിസ്റ്റൽ സിസ്റ്റങ്ങൾ ഇവയാണ്:

• ക്യൂബിക്കൽ
• ടെട്രഗോണൽ
• ഓർത്തോറോംബിക്
• മോണോക്ലിനിക്
• ട്രൈക്ലിനിക്
• ഹെക്സാഗണൽ ഘടന
• റോംബിക്

ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനകൾ#

ഒരു വസ്തുവിന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന അതിന്റെ ആറ്റങ്ങളുടെ, തന്മാത്രകളുടെ അല്ലെങ്കിൽ അയോണുകളുടെ ക്രമീകരണത്താൽ ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തിനുള്ളിൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു. പലതരം ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനകളുണ്ട്, എന്നാൽ ഏറ്റവും സാധാരണമായവയിൽ ചിലത് ഇവയാണ്:

• ലളിതമായ ക്യൂബിക്
• ബോഡി-സെന്റേർഡ് ക്യൂബിക് ഘടന
• ഫേസ്-സെന്റേർഡ് ക്യൂബിക് ഘടന
• ഹെക്സാഗണൽ ക്ലോസ്-പാക്ക്ഡ്
• ബോഡി-സെന്റേർഡ് ടെട്രഗോണൽ
• ഓർത്തോറോംബിക്
• മോണോക്ലിനിക്
• ട്രൈക്ലിനിക്

പോയിന്റ് ഗ്രൂപ്പുകൾ#

ഒരു ക്രിസ്റ്റലിന്റെ പോയിന്റ് ഗ്രൂപ്പ് ക്രിസ്റ്റലിനെ മാറ്റമില്ലാതെ വിടുന്ന എല്ലാ ഭ്രമണങ്ങളുടെയും പ്രതിഫലനങ്ങളുടെയും ഗണമാണ്. 32 പോയിന്റ് ഗ്രൂപ്പുകളുണ്ട്, അവ അവയുടെ ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകങ്ങളുടെ സമമിതി അനുസരിച്ച് തരംതിരിച്ചിരിക്കുന്നു.

സ്പേസ് ഗ്രൂപ്പുകൾ#

ഒരു ക്രിസ്റ്റലിന്റെ സ്പേസ് ഗ്രൂപ്പ് ക്രിസ്റ്റലിനെ മാറ്റമില്ലാതെ വിടുന്ന എല്ലാ വിവർത്തനങ്ങളുടെയും ഭ്രമണങ്ങളുടെയും പ്രതിഫലനങ്ങളുടെയും ഗണമാണ്. 230 സ്പേസ് ഗ്രൂപ്പുകളുണ്ട്, അവ അവയുടെ ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകങ്ങളുടെ സമമിതി അനുസരിച്ച് തരംതിരിച്ചിരിക്കുന്നു.

ക്രിസ്റ്റലോഗ്രാഫിയുടെ പ്രയോഗങ്ങൾ#

ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ ഘടനയുടെ പഠനമാണ് ക്രിസ്റ്റലോഗ്രാഫി. ഇത് വിവിധ മേഖലകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു:

• മെറ്റീരിയൽ സയൻസ്
• രസതന്ത്രം
• ധാതുശാസ്ത്രം
• ഭൂവിജ്ഞാനീയം
• ജീവശാസ്ത്രം
• ഫാർമസി

വസ്തുക്കളുടെ ഗുണങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കാനും നിർദ്ദിഷ്ട ഗുണങ്ങളുള്ള പുതിയ വസ്തുക്കൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാനും ക്രിസ്റ്റലോഗ്രാഫി ഒരു ശക്തമായ ഉപകരണമാണ്.

ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തിന്റെ പ്രതിനിധാനം#

ബഹിരാകാശത്ത് ആറ്റങ്ങളുടെ, തന്മാത്രകളുടെ അല്ലെങ്കിൽ അയോണുകളുടെ ഒരു ക്രമപ്പെടുത്തലാണ് ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകം. ഇത് നിരവധി രീതികളിൽ പ്രതിനിധീകരിക്കാം, അവയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു:

1. ബ്രാവെ ജാലകങ്ങൾ#

ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തിന്റെ ഏറ്റവും ലളിതമായ പ്രതിനിധാനമാണ് ബ്രാവെ ജാലകങ്ങൾ. ഒരു യൂണിറ്റ് സെൽ, അതായത് ജാലകത്തിന്റെ ഏറ്റവും ചെറിയ ആവർത്തന യൂണിറ്റ്, ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇവ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത്. 14 വ്യത്യസ്ത ബ്രാവെ ജാലകങ്ങളുണ്ട്, അവ അവയുടെ സമമിതി അനുസരിച്ച് തരംതിരിച്ചിരിക്കുന്നു.

2. മില്ലർ സൂചികകൾ#

ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തിലെ ഒരു തലത്തിന്റെ ദിശ പ്രതിനിധീകരിക്കാനുള്ള ഒരു മാർഗമാണ് മില്ലർ സൂചികകൾ. യൂണിറ്റ് സെല്ലിന്റെ മൂന്ന് അക്ഷങ്ങളുമായുള്ള തലത്തിന്റെ ഇന്റർസെപ്റ്റുകളുമായി യോജിക്കുന്ന മൂന്ന് പൂർണ്ണസംഖ്യകളാണിവ.

3. ക്രിസ്റ്റലോഗ്രാഫിക് ദിശകൾ#

ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തിലെ ഒരു വരിയുടെ ദിശ പ്രതിനിധീകരിക്കാനുള്ള ഒരു മാർഗമാണ് ക്രിസ്റ്റലോഗ്രാഫിക് ദിശകൾ. യൂണിറ്റ് സെല്ലിന്റെ ഉത്ഭവസ്ഥാനത്ത് നിന്ന് വരി കോർഡിനേറ്റ് തലങ്ങളെ വിഭജിക്കുന്ന ബിന്ദുവിലേക്ക് ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുന്ന ഒരു വെക്ടർ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇവ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നത്.

4. സ്റ്റീരിയോഗ്രാഫിക് പ്രൊജക്ഷൻ#

ഒരു ത്രിമാന ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തെ ഒരു ദ്വിമാന ഉപരിതലത്തിൽ പ്രതിനിധീകരിക്കാനുള്ള ഒരു മാർഗമാണ് സ്റ്റീരിയോഗ്രാഫിക് പ്രൊജക്ഷൻ. ജാലകത്തെ ഒരു ഗോളത്തിലേക്ക് പ്രൊജക്റ്റ് ചെയ്ത്, തുടർന്ന് ഗോളത്തെ ഒരു തലത്തിലേക്ക് പ്രൊജക്റ്റ് ചെയ്താണ് ഇത് ചെയ്യുന്നത്.

5. പൗഡർ ഡിഫ്രാക്ഷൻ#

ഒരു വസ്തുവിന്റെ പൊടിച്ച സാമ്പിളിൽ നിന്നുള്ള എക്സ്-റേകളുടെ അല്ലെങ്കിൽ ന്യൂട്രോണുകളുടെ വിവർത്തനം വിശകലനം ചെയ്ത് ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തിന്റെ ഘടന നിർണ്ണയിക്കാനുള്ള ഒരു സാങ്കേതികതയാണ് പൗഡർ ഡിഫ്രാക്ഷൻ.

6. സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ#

ഒരു വസ്തുവിന്റെ ഒറ്റ ക്രിസ്റ്റലിൽ നിന്നുള്ള എക്സ്-റേകളുടെ വിവർത്തനം വിശകലനം ചെയ്ത് ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തിന്റെ ഘടന നിർണ്ണയിക്കാനുള്ള ഒരു സാങ്കേതികതയാണ് സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ.

7. ന്യൂട്രോൺ ഡിഫ്രാക്ഷൻ#

ഒരു വസ്തുവിന്റെ സാമ്പിളിൽ നിന്നുള്ള ന്യൂട്രോണുകളുടെ വിവർത്തനം വിശകലനം ചെയ്ത് ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തിന്റെ ഘടന നിർണ്ണയിക്കാനുള്ള ഒരു സാങ്കേതികതയാണ് ന്യൂട്രോൺ ഡിഫ്രാക്ഷൻ.

8. ഇലക്ട്രോൺ ഡിഫ്രാക്ഷൻ#

ഒരു വസ്തുവിന്റെ സാമ്പിളിൽ നിന്നുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ വിവർത്തനം വിശകലനം ചെയ്ത് ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തിന്റെ ഘടന നിർണ്ണയിക്കാനുള്ള ഒരു സാങ്കേതികതയാണ് ഇലക്ട്രോൺ ഡിഫ്രാക്ഷൻ.

9. സ്കാനിംഗ് ടണലിംഗ് മൈക്രോസ്കോപ്പി#

ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു മൂർച്ചയുള്ള ലോഹ ടിപ്പ് സ്കാൻ ചെയ്ത് ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തിന്റെ ഉപരിതലം ഇമേജ് ചെയ്യാനുള്ള ഒരു സാങ്കേതികതയാണ് സ്കാനിംഗ് ടണലിംഗ് മൈക്രോസ്കോപ്പി (STM).

10. ആറ്റോമിക് ഫോഴ്സ് മൈക്രോസ്കോപ്പി#

ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു മൂർച്ചയുള്ള കാന്റിലിവർ സ്കാൻ ചെയ്ത് ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ജാലകത്തിന്റെ ഉപരിതലം ഇമേജ് ചെയ്യാനുള്ള ഒരു സാങ്കേതികതയാണ് ആറ്റോമിക് ഫോഴ്സ് മൈക്രോസ്കോപ്പി (AFM).