Kristalinė gardelė

Kristalinė gardelė – chemijoje, fizikoje bei kai kuriose kitose gamtos mokslų šakose vartojamas terminas, apibūdinantis tvarkingą atomų, molekulių ar jonų išsidėstymą kai kurių medžiagų struktūroje.

Šiam straipsniui ar jo daliai trūksta išnašų į patikimus šaltinius. Jūs galite padėti Vikipedijai pridėdami tinkamas išnašas su šaltiniais.

Didžiulis dirbtinis monokristalas išaugintas Saint-Gobain

Apie mineralų kristalus plačiau skaitykite straipsnyje kristalas.

Gardelės sandara

Kristalinė gardelė yra sudaryta iš dviejų dalių:

• tam tikru būdu erdvėje išdėstytų taškų;
• kiekvienam iš tų taškų priskirto atomų rinkinio.

Taškų išdėstymas turi tenkinti pagrindinę taisyklę: nepriklausomai nuo to, kuris taškas bus parinktas atskaitos sistemos pradžia, visa jų sistema turi atrodyti vienodai. Tokia sistema gali būti aprašyta vektoriais: jei

${\displaystyle u_{1},u_{2},u_{3}\,}$

yra vektoriai (vadinamieji baziniai vektoriai), nurodantys atstumus nuo vieno taško iki trijų artimiausių jam taškų, ir tie vektoriai nėra vienoje plokštumoje, tuomet kiekvienas gardelės taškas gali būti aprašytas vektoriumi

${\displaystyle R=au_{1}+bu_{2}+cu_{3}\,}$,

kur a, b ir c yra sveikieji skaičiai.

Pagal bazinių vektorių padėtis vienas kito atžvilgiu, kristalinės gardelės skirstomos į 32 tipus. Dažniausiai sutinkami yra kubo formos gardelių tipai – (angl. simple cubic, face centered cubic, body centered cubic), bei šešiakampė (angl. hexagonal close packed) gardelė.

Kiekvienam gardelės taškui gali būti priskirta po vieną ar keletą atomų. Dauguma elementų turi gardeles su vienu atomu prie kiekvieno taško, tačiau kai kurios jų struktūros (pavyzdžiui, deimantas) turi po keletą atomų. Dauguma junginių turi po keletą skirtingų elementų atomų, susietų su kiekvienu tašku (pavyzdžiui, natrio chloridas kiekvienam gardelės taškui turi po vieną natrio ir vieną chloro atomą).

Vienetinė ląstelė

Kiekvienoje gardelėje galima išskirti vienetines ląsteles. Vienetinė ląstelė – tokia gardelės dalis, kurią nukopijavus per visus arba dalį įmanomų gardelės vektorių, atkuriama visa gardelės struktūra. Jei toks atkūrimas įmanomas tik nukopijavus ląstelę per visus vektorius, ląstelė vadinama pirmine vienetine ląstele. Praktiniams skaičiavimams dažnai patogiau naudoti didesnes vienetines ląsteles, kurių forma yra lengviau aprašoma.

Atstumas tarp vienetinių ląstelių vadinamas gardelės konstanta.

Fizikinės savybės

Kristalinė gardelė nulemia daugelį elementų fizikinių savybių.

• Priklausomai nuo gardelės simetriškumo, elementai gali turėti labai skirtingas atsparumo spaudimui reikšmes skirtingomis kryptimis.
• Tas pat galioja ir elektriniam laidumui.
• Gardelės buvimas leidžia paaiškinti skirtumus tarp metalų, puslaidininkių ir izoliatorių elektrinio laidumo.