Elemi sejt

Egységcella  a geometriában , a szilárdtestfizikában és az ásványtanban , különösen, ha a kristályrácsról beszélünk, a minimális cella, amely egy 2D, 3D vagy más dimenzióban transzlációs szimmetriával rendelkező szerkezet egyetlen rácspontjának felel meg .

Az egységcella a kristályrács ( Bravais-rács ) transzlációs csoportjának alapterülete.

A kristály szerkezetét tekintve alapvető különbség van a primitív és az egységcella között ( primitív  egységcella, hagyományos egységcella ). A primitív cella egy kristály minimális képzeletbeli térfogata, amelynek párhuzamos átvitele ( transzlációja ) három dimenzióban lehetővé teszi egy háromdimenziós kristályrács egészének felépítését. Egy elemi primitív cella csak akkor hívható meg, ha ugyanazokkal a szimmetriaelemekkel rendelkezik, mint a véges térfogat. Így a kristályszerkezetek modellezésekor kényelmesebbnek bizonyul az egységcella használata, mivel az nemcsak a szerkezetet, hanem végső soron a kristály tulajdonságait is reprodukálja.

Bravais 3 szabályt fogalmazott meg az elemi sejtek kiválasztásához:

Az elemi sejt tartalma lehetővé teszi az ásvány teljes szerkezetének jellemzését. Az egységcella által lefedett szerkezetrészt elektronkötések által összetartott atomok alkotják. Az ilyen apró sejtek, amelyek vég nélkül ismétlődnek a háromdimenziós térben, kristályt alkotnak. Az elemi sejt nem fizikai test, a szerkezet mentén önmagával párhuzamosan mozgatható, függetlenül az eredet megválasztásától, a sejt azonos mennyiségben fogja tartalmazni ugyanazokat az atomokat, mivel a szerkezet periodikus. Az elemi cella három dimenzióban reprezentál egy ilyen minimális periódust.

A krisztallográfiában használt elemi sejtek paralelepipedon alakúak, alakjukat és méretüket a rács három nem egysíkú transzlációjának (vektorának) beállításával határozzuk meg, vagyis a cellának három nem egy síkban fekvő élét. A cella teljesen meghatározza a rácsot. Ennek a fordítottja nem igaz: ugyanabban a rácsban a cella kiválasztása többféleképpen történhet.

A rács három legrövidebb nem egysíkú transzlációjára épülő cellát főcellának nevezzük. Egy ilyen cella térfogata minimális, a kristályrácsnak csak egy csomópontját tartalmazza, ezért primitív cellákra utal. Gyakran egy ilyen cella alacsony szimmetrikusnak bizonyul, annak ellenére, hogy magának a szerkezetnek a szimmetriája magasabb. Ebben az esetben egy másik, erősen szimmetrikus, nagyobb térfogatú cellát választunk, további rácscsomópontokkal (nem primitív vagy középre állított cella).

Röntgendiffrakciós analízis segítségével meghatározzák az ásvány elemi cellájának méreteit, szingóniáját, szimmetriatípusát és térbeli szimmetriacsoportját, valamint megfejtik a kristályszerkezetet.

Irodalom

Linkek