אל סורג

במדריך כימיה זה מדריך זה נדון כיצד להשוות את אנטלפיית הסריג של תרכובות יוניות שונות כגון נתרן, אשלגן, סידן ומגנזיום. אנו משתמשים במידע מספר סטואיומטרי ותיאום כדי לבחור סוג latICE מתוך טבלת רשתות מסוג זה. במדריך זה אנו מסבירים כיצד מספר האטומים בתרכובת כימית ומטען היונים באותה תרכובת משפיעים על "הסריג" וכיצד זה משפיע על התלהבותו. ניתן להשתמש במידע ממספר התיאום של היונים ובין אינטראקציות המטען והאינטרנט שלהם כדי לחזות את המבנה והאנרגיה של יון על בסיס המטענים של כל יון.

כאשר נקבעת חלוקה

ניתן לציין את מספר נקודות הרשת ב"רשת "כל עוד הן נמצאות במקום בו החלוקה פוגשת את החוץ שלה. כברירת מחדל, נקודות רשת יכולות להשפיע רק על עצמים (נקודות) מעוותים הנמצאים לפחות 1/10,000 מעלה מבחוץ לתא היחידה. שנית, ניתן להשתמש בפקודות אחרות לחלל ולרמז על רשתות במידות x ו- z, שהוא יישום מעשי כאשר הבעיה הבסיסית של הגיאומטריה היא רשת אטומית. מוגדרת "רשת ללא" (1 או 0), כלומר המרחק שלה זהה למרחק מהיחידה כפי שהוגדר על ידי הפקודה "יחידה".

במקרה זה

הקטיון נמצא בנקודת הסריג, ויוני הסידן המתאימים נמצאים ב"נקודות הסריג "של סריגי ה- FCC. תאי ה- FCC זהים גם לאיור 10-62, כמו גם המקבילים ליוני סידן, כולם ממוקמים בנקודות "הסריג" של רשתות ה- FCC. בנוסף, לכל אחד מהתאים הללו יש תא יחידת FCC, אך בשני המקרים הוא ממוקם ב"נקודת מוליך "והוא גם תא יחידה. איור 17) מוצג כרשת בממדים x, y, z, x – z ו- x ו- z – y. במקרה זה, נקודת קטיון ממוקמת בכל נקודת לאטה ובכל המקרים בתוך ICE סמוי.

שים לב שנקודת הרשת במרכז כל תא זהה לאיור 10-62

אלא שהיא "נקודת הרשת" של רשת ה- FCC במידות x, y, z, x – z, ו- x ו- Z – y) שים לב שיון הצזיום אינו זהה ליון כלורי, אך CsCl קיים במבנה BCC בכל המקרים. שים לב שההתניידות אינה זהה ליוני הכלוריד, אך במקרים מסוימים היא יכולה להתרחש גם במבני BCC.

נקודת הסריג במבנה CsCl במרכז יון הצזיום מודגמת על ידי נקודת הסריג באיור 10-62 וההתנגדות במבנה BCC באיורים 10-62

הערה: בכל פעם שמשתמשים בפקודת רשת, מודפס הערך של "ריווח הרשת" המחושב על ידי LAMMPS. נוצרים גם רשתות תקופתיות, המכונות רשתות הדדיות או רשתות ישירות מקוריות בשל תכונותיהן ההדדיות. ההשפעה מתוארת באיור 10-62 על ידי הצגת נקודת ה- latICE במבנה ה- BCC וההתנגדות במרכז המבנים CsCl ו- BCC.

לא ניתן למדוד את אנרגיית הסריג באופן אמפירי

אך ניתן לאמוד אותה באמצעות מחזור Born-Haber ולחשב אותה בשיטות אלקטרוסטטיות. איור 10-62 מציג את המחזור התרמו-כימי, המכונה "מחזור נולד למות", לחישוב אנרגיות הסריג של צזיום ופלואור. האנרגיה של הסריגים מתקבלת באמצעות חוק הס, המחושב מתוך האנטלפיה הנמדדת ויצירת תרכובות יוניות, כמו גם חומרים כימיים ונתונים אחרים. לא ניתן למדוד אותם ישירות, אך הם מתקבלים באמצעות מחזור תרמודינמי הנקרא "נולד בתוך – נולד" או "נולד – מתוך – המחזור", שבו חוק הס משמש לחישוב אנרגיית ה- latice של CsCl , BCC ותרכובות כימיות אחרות. האנרגיה של הסריגים לא נמדדת ישירות, אלא מחושבת על ידי מדידת הטמפרטורה והלחץ של היונים בתרכובת כימית ונתונים תרמו-כימיים אחרים, כמו מדידת אדי מים.

באמצעות חישובי סגנון פיזיקלי

ניתן לחשב ערכים תיאורטיים למה שניתן היה לצפות מאנרגיית הסריג. החישובים הנ"ל הם התחלה טובה, אך ישנם גורמים אחרים שיש לקחת בחשבון בעת הערכת האנרגיה של LatICE, ויש לקחת בחשבון הרבה יותר כדי להעריך אותם כראוי. טיפול זה של מקס בורן ואלפרד לנדה הוביל לחישובים התיאורטיים הראשונים לאנרגיה של תרכובת כימית כמו צזיום ופלואור.

מבנה רשת

הוא בהגדרה תא יחידת מילוי שטח שניתן לעבד לאורך ציר עם פערים בין התאים. ברשת קובית פשוטה, תאי היחידות, החוזרים על עצמם לכל כיוון, הם הקוביות המגדירות את מרכז שמונת האטומים, כפי שמוצג באיור 4. סוג זה של דוגמאות מסביר את המונח "סריג אלגברי", שמקורו מגארט בירקהוף. LatICE אלגברי הוא מבנה סריג סימטרי אלגברי בעל אנרגיה זהה למבנה מעוקב, אך בעל מבנה שונה בצורת קוביה. עבור משטח מעוקב פשוט יותר, היחידה של כל תא שחוזרת על עצמה בשני הכיוונים היא הקוביה המגדירה את מרכזיהם של שמונה אטומים, כפי שמוצג באיורים 10-49.