ระบบผลึกทรงลูกบาศก์

Q: ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ระบบผลึกทรงลูกบาศก์

ในวิชาผลึกศาสตร์ระบบผลึกทรงลูกบาศก์ ( หรือทรงไอโซเมตริก ) คือระบบผลึกที่หน่วยเซลล์มีรูปร่างเป็นลูกบาศก์นี่เป็นหนึ่งในรูปร่างที่พบได้บ่อยและง่ายที่สุดในผลึกและแร่ธาตุ

ในวิชาผลึกศาสตร์ระบบผลึกทรงลูกบาศก์ ( หรือทรงไอโซเมตริก ) คือระบบผลึกที่หน่วยเซลล์มีรูปร่างเป็นลูกบาศก์นี่เป็นหนึ่งในรูปร่างที่พบได้บ่อยและง่ายที่สุดในผลึกและแร่ธาตุ

ผลึกเหล่านี้มีอยู่ 3 ชนิดหลัก ได้แก่:

ลูกบาศก์ดั้งเดิม (ย่อว่าcPหรือเรียกอีกอย่างว่าลูกบาศก์แบบง่าย )
โครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ตัวผลึก (ย่อว่าcIหรือbcc )
โครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่หน้า (ย่อว่าcFหรือfcc )

หมายเหตุ: คำว่าfccมักใช้เป็นคำพ้องความหมายกับ โครงสร้างลูกบาศก์ อัดแน่น (cubic close-packedหรือccp)ที่พบในโลหะ อย่างไรก็ตามfccย่อมาจาก face-centered cubic Bravais lattice ซึ่งไม่จำเป็นต้องอัดแน่นเสมอไปเมื่อมีการวางลวดลายลงบนจุดแลตติส ตัวอย่างเช่น โครงสร้างเพชรและโครงสร้างซิงค์เบลนด์เป็นfccแต่ไม่อัดแน่น แต่ละโครงสร้างจะแบ่งย่อยออกเป็นโครงสร้างย่อยอื่นๆ ดังแสดงด้านล่าง แม้ว่า โดยทั่วไปแล้ว เซลล์หน่วยในผลึกเหล่านี้จะถือว่าเป็นลูกบาศก์ แต่เซลล์หน่วยดั้งเดิมมักจะไม่ใช่ลูกบาศก์

แลตติซบราเวส์

โครงสร้างแลตติสบราเวส์ทั้งสามแบบในระบบผลึกทรงลูกบาศก์ ได้แก่:

แลตทิซบราเวส์	ลูกบาศก์ดั้งเดิม	ลูกบาศก์ศูนย์กลางร่างกาย	ลูกบาศก์ศูนย์กลางหน้า
สัญลักษณ์เพียร์สัน	ซีพี	ซีไอ	ซีเอฟ
หน่วยเซลล์

โครงสร้างแลตติสลูกบาศก์ดั้งเดิม (cP) ประกอบด้วย จุด แลตติส หนึ่ง จุดบนแต่ละมุมของลูกบาศก์ ซึ่งหมายความว่าเซลล์หน่วยลูกบาศก์แบบง่ายแต่ละเซลล์มีจุดแลตติสทั้งหมดหนึ่งจุดอะตอมแต่ละอะตอมที่จุดแลตติสจะถูกแบ่งเท่าๆ กันระหว่างลูกบาศก์ที่อยู่ติดกันแปดลูก และเซลล์หน่วยจึงมีอะตอมทั้งหมดหนึ่งอะตอม ( 1/8 × 8 ) ^{[ 1 ]}

โครงสร้างลูกบาศก์แบบศูนย์กลางตัว (cI) มีจุดแลตติสหนึ่งจุดอยู่ที่ศูนย์กลางของเซลล์หน่วย นอกเหนือจากจุดมุมทั้งแปดจุด โดยมีจุดแลตติสสุทธิรวมสองจุดต่อเซลล์หน่วย ( 1 ⁄ 8 × 8 + 1) ^[¹^]

โครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่หน้า (cF) มีจุดแลตติสอยู่บนหน้าของลูกบาศก์ โดยแต่ละจุดจะให้ค่าครึ่งหนึ่งพอดี นอกเหนือจากจุดแลตติสที่มุม ทำให้มีจุดแลตติสทั้งหมดสี่จุดต่อหน่วยเซลล์ ( 1/8 × 8 จากมุมบวก1/2 × 6จากหน้า)

โครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ที่มีอะตอมอยู่ตรงกลางหน้ามีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับ ระบบ ผลึกแบบหกเหลี่ยมอัดแน่น (hcp) โดยทั้งสองระบบแตกต่างกันเพียงแค่ตำแหน่งสัมพัทธ์ของชั้นหกเหลี่ยมเท่านั้น ระนาบ[111]ของโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ที่มีอะตอมอยู่ตรงกลางหน้าเป็นตารางหกเหลี่ยม

การพยายามสร้างโครงตาข่ายลูกบาศก์แบบมีจุดศูนย์กลางที่ฐาน (กล่าวคือ การเพิ่มจุดตาข่ายพิเศษที่กึ่งกลางของแต่ละหน้าแนวนอน) จะส่งผลให้ได้โครงตาข่ายบราเวส์แบบสี่เหลี่ยมจัตุรัส อย่างง่าย

เลขการประสานงาน (CN) คือจำนวนเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของอะตอมกลางในโครงสร้าง^{[ 1 ]}แต่ละทรงกลมในแลตทิซ cP มีเลขการประสานงาน 6 ในแลตทิซ cI มีเลขการประสานงาน 8 และในแลตทิซ cF มีเลขการประสานงาน 12

ค่าแฟคเตอร์การบรรจุอะตอม (APF) คือสัดส่วนของปริมาตรที่ถูกครอบครองโดยอะตอม โครงสร้างผลึก cP มีค่า APF ประมาณ 0.524 โครงสร้างผลึก cI มีค่า APF ประมาณ 0.680 และโครงสร้างผลึก cF มีค่า APF ประมาณ 0.740

คลาสคริสตัล

ชื่อคลาสระบบผลึกไอโซเมตริก กลุ่มจุด (ในสัญกรณ์ Schönflies สัญกรณ์ Hermann –Mauguin สัญกรณ์ orbifold และสัญกรณ์ Coxeter ) ประเภท ตัวอย่าง หมายเลขกลุ่มพื้นที่ตารางสากลสำหรับผลึกศาสตร์^{[ 2 ]}และกลุ่มพื้นที่แสดงอยู่ในตารางด้านล่าง มีกลุ่มพื้นที่ลูกบาศก์ทั้งหมด 36 กลุ่ม

เลขที่	กลุ่มจุด					พิมพ์	ตัวอย่าง	กลุ่มอวกาศ
เลขที่	ชื่อ^{[ 3 ]}	สวยงาม.	นานาชาติ	ออร์บ	ค็อกซ์	พิมพ์	ตัวอย่าง	ดั้งเดิม	เน้นที่ใบหน้า	เน้นที่ร่างกาย
195–197	เตตาทอยดัล	ที	23	332	[3,3] ⁺	เอนันติโอเมอร์ฟิก	อุลมานไนต์ , โซเดียมคลอเรต	พี23	เอฟ23	ไอ23
198–199	เตตาทอยดัล	ที	23	332	[3,3] ⁺	เอนันติโอเมอร์ฟิก	อุลมานไนต์ , โซเดียมคลอเรต	พี2 3		I2 3
200–204	ดิพลอยด์	ไทย	ม. 3 (2/ม. 3 )	3*2	[3 ⁺ ,4]	สมมาตรศูนย์กลาง	ไพไรต์	พีเอ็ม3 , พีเอ็น3	Fm 3 , Fd 3	ฉัน3
205–206	ดิพลอยด์	ไทย	ม. 3 (2/ม. 3 )	3*2	[3 ⁺ ,4]	สมมาตรศูนย์กลาง	ไพไรต์	ปา3		ไออา3
207–211	ไจโรอิดัล	โอ	432	432	[3,4] ⁺	เอนันติโอเมอร์ฟิก	เพทไซต์	P432 , P4 32	F432, F4 32	ไอ432
212–214	ไจโรอิดัล	โอ	432	432	[3,4] ⁺	เอนันติโอเมอร์ฟิก	เพทไซต์	P4 32, P4 32		I4 32
215–217	ทรงหกเหลี่ยมสี่ด้าน	ที	4 3ม.	*332	[3,3]		สฟาเลอไรต์	พี4 3ม	F 4 3ม.	ฉัน4 3ม.
218–220	ทรงหกเหลี่ยมสี่ด้าน	ที	4 3ม.	*332	[3,3]		สฟาเลอไรต์	พี4 3เอ็น	เอฟ4 3ซี	ฉัน4 3 มิติ
221–230	หกเหลี่ยมแปดเหลี่ยม	โอ้	ม. 3ม. (4/ม. 3 2/ม.)	*432	[3,4]	สมมาตรศูนย์กลาง	กาเลนา , ฮาไลต์	Pm 3 m, Pn 3 n, Pm 3 n , Pn 3 m	Fm 3 m , Fm 3 c, Fd 3 m, Fd 3 c	ฉันอายุ 3เดือน ฉันอายุ3วัน

คำอื่นๆ ที่ใช้เรียกโครงสร้างเฮกโซออกตาเฮดรัล ได้แก่: คลาสปกติ, โฮโลเฮดรัล , คลาสกลางไดเทสเซอรัล, ประเภทกาเลนา

โครงสร้างองค์ประกอบเดี่ยว

โดยทั่วไป เนื่องจากอะตอมในของแข็งดึงดูดซึ่งกันและกัน การจัดเรียงอะตอมที่แน่นกว่าจึงมักพบได้บ่อยกว่า (อย่างไรก็ตาม การจัดเรียงที่หลวมๆ ก็เกิดขึ้นได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น หากการผสมออร์บิทัลต้องการมุมพันธะ ที่แน่นอน ) ดังนั้น โครงสร้างลูกบาศก์แบบดั้งเดิม ซึ่งมีปัจจัยการบรรจุอะตอมต่ำเป็นพิเศษ จึงหายากในธรรมชาติ แต่พบได้ในโพโลเนียม [ ^{4 ] [}^{5 ] โครงสร้าง} bcc และ fcc ซึ่ง มีความหนาแน่นสูงกว่า นั้น ค่อนข้างพบ ได้ทั่วไปในธรรมชาติ ตัวอย่างของbccได้แก่เหล็กโครเมียมทังสเตนและไนโอเบียมตัวอย่างของfccได้แก่อะลูมิเนียมทองแดงทองคำและเงิน

โครงสร้างผลึกทรงลูกบาศก์ที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือ โครงสร้าง ทรงลูกบาศก์เพชรซึ่งสามารถพบได้ในคาร์บอนซิลิคอนเจอร์มาเนียมและดีบุก แตกต่างจาก fcc และ bcc โครงสร้างนี้ไม่ใช่โครงตาข่าย เนื่องจากมีอะตอมหลายอะตอมอยู่ในเซลล์พื้นฐานโครงสร้างธาตุทรงลูกบาศก์อื่นๆ ได้แก่โครงสร้าง A15ที่พบในทังสเตนและโครงสร้างที่ซับซ้อนอย่างยิ่งของแมงกานีส

โครงสร้างหลายองค์ประกอบ

สารประกอบที่ประกอบด้วยธาตุมากกว่าหนึ่งชนิด (เช่นสารประกอบไบนารี ) มักมีโครงสร้างผลึกตามระบบผลึกทรงลูกบาศก์ โครงสร้างที่พบได้ทั่วไปบางส่วนแสดงไว้ในที่นี้ โครงสร้างเหล่านี้สามารถมองได้ว่าเป็นโครงสร้างย่อยที่ซ้อนทับกันสองหรือมากกว่านั้น โดยแต่ละโครงสร้างย่อยจะครอบครองตำแหน่งระหว่างกลางของโครงสร้างย่อยอื่นๆ

โครงสร้างของซีเซียมคลอไรด์

โครงสร้างหนึ่งคือโครงสร้าง "ลูกบาศก์ดั้งเดิมที่ซ้อนทับกัน" หรือเรียกอีกอย่างว่าโครงสร้าง "ซีเซียมคลอไรด์" หรือโครงสร้าง B2 โครงสร้างนี้มักสับสนกับโครงสร้างลูกบาศก์แบบศูนย์กลางตัวเนื่องจากการจัดเรียงอะตอมเหมือนกัน อย่างไรก็ตาม โครงสร้างซีเซียมคลอไรด์มีฐานที่ประกอบด้วยอะตอมสองชนิดที่แตกต่างกัน ในโครงสร้างลูกบาศก์แบบศูนย์กลางตัว จะมีสมมาตรการเลื่อนตามทิศทาง [111] ในโครงสร้างซีเซียมคลอไรด์ การเลื่อนตามทิศทาง [111] ส่งผลให้ชนิดของอะตอมเปลี่ยนไป โครงสร้างนี้ยังสามารถคิดได้ว่าเป็นโครงสร้างลูกบาศก์แบบง่ายสองโครงสร้างที่แยกจากกัน โดยแต่ละโครงสร้างเป็นอะตอมชนิดเดียวกัน และซ้อนทับกัน มุมของลูกบาศก์คลอไรด์คือศูนย์กลางของลูกบาศก์ซีเซียม และในทางกลับกัน^{[ 6 ]}

หลักการเดียวกันนี้ใช้ได้กับโครงสร้าง NaCl ที่อธิบายไว้ในหัวข้อถัดไปเช่นกัน หากคุณนำอะตอม Cl ออกไป อะตอม Na ที่เหลืออยู่ก็ยังคงมีโครงสร้างแบบ FCC ไม่ใช่โครงสร้างลูกบาศก์ธรรมดา

ในหน่วยเซลล์ของ CsCl ไอออนแต่ละตัวจะอยู่ตรงกลางของลูกบาศก์ที่ประกอบด้วยไอออนชนิดตรงข้าม ดังนั้นเลขโคออร์ดิเนชันจึงเท่ากับแปด ไอออนบวกตรงกลางจะโคออร์ดิเนตกับไอออนลบ 8 ตัวที่มุมของลูกบาศก์ดังที่แสดงไว้ และในทำนองเดียวกัน ไอออนลบตรงกลางจะโคออร์ดิเนตกับไอออนบวก 8 ตัวที่มุมของลูกบาศก์ หรืออีกนัยหนึ่ง เราอาจมองโครงสร้างแลตติสนี้เป็นโครงสร้างลูกบาศก์อย่างง่ายที่มีอะตอมรองอยู่ในช่องว่างลูกบาศก์ก็ได้

นอกจากซีเซียมคลอไรด์เองแล้ว โครงสร้างนี้ยังปรากฏในแอลคาไลเฮไลด์ บางชนิด เมื่อเตรียมที่อุณหภูมิต่ำหรือความดันสูง^{[ 7 ]}โดยทั่วไป โครงสร้างนี้มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นจากธาตุสองชนิดที่มีไอออนขนาดใกล้เคียงกัน (ตัวอย่างเช่น รัศมีไอออนของ Cs ⁺ = 167 pm และ Cl ⁻ = 181 pm)

กลุ่มพื้นที่ของ โครงสร้าง ซีเซียมคลอไรด์ (CsCl) เรียกว่า Pm 3 m (ในสัญกรณ์ Hermann–Mauguin ) หรือ "221" (ในตารางสากลสำหรับผลึกศาสตร์) การกำหนด Strukturberichtคือ "B2" ^{[ 8 ]}

มีสารประกอบโลหะระหว่าง ธาตุหายาก เกือบหนึ่งร้อยชนิด ที่ตกผลึกในโครงสร้าง CsCl รวมถึงสารประกอบไบนารีของธาตุหายากกับแมกนีเซียมจำนวน มาก ^[⁹^]และกับธาตุในกลุ่ม11 , 12 , ^[¹⁰^]^[¹¹^]และ13สารประกอบอื่นๆ ที่แสดงโครงสร้างคล้ายซีเซียมคลอไรด์ ได้แก่CsBr , CsI , RbClที่อุณหภูมิสูง, AlCo, AgZn, BeCu, MgCe, RuAl และ SrTl

โครงสร้างเกลือหิน

กลุ่มอวกาศของโครงสร้างเกลือหินหรือฮาไลต์ (โซเดียมคลอไรด์) ถูกกำหนดเป็น Fm 3 m (ในสัญกรณ์ Hermann–Mauguin ) หรือ "225" (ในตารางสากลสำหรับผลึกศาสตร์) การกำหนด Strukturberichtคือ "B1" ^{[ 12 ]}

ในโครงสร้างเกลือหิน อะตอมทั้งสองชนิดจะสร้างแลตติสลูกบาศก์ศูนย์กลางหน้าแยกกัน โดยแลตติสทั้งสองจะซ้อนทับกันจนเกิดเป็นลวดลายตารางหมากรุกสามมิติ โครงสร้างเกลือหินมีการประสานงาน แบบทรง แปดเหลี่ยม : เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของแต่ละอะตอมประกอบด้วยอะตอมชนิดตรงข้ามหกอะตอม โดยวางตำแหน่งเหมือนจุดยอดทั้งหกของทรงแปดเหลี่ยมปกติในโซเดียมคลอไรด์มีอัตราส่วนของอะตอมโซเดียมต่ออะตอมคลอรีน 1:1 โครงสร้างนี้ยังสามารถอธิบายได้ว่าเป็นแลตติส FCC ของโซเดียมโดยมีคลอรีนครอบครองช่องว่างทรงแปดเหลี่ยม แต่ละช่อง หรือในทางกลับกัน^[⁶^]

ตัวอย่างของสารประกอบที่มีโครงสร้างนี้ ได้แก่ โซเดียมคลอไรด์เอง รวมถึงเฮไลด์ของโลหะอัลคาไลเกือบทั้งหมด และ "ออกไซด์ ซัลไฟด์ เซเลไนด์ และเทลลูไรด์ของโลหะสองวาเลนต์จำนวนมาก" ^{[ 7 ]}ตามกฎอัตราส่วนรัศมีโครงสร้างนี้มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นได้มากกว่าหากแคตไอออนมีขนาดเล็กกว่าแอนไอออนเล็กน้อย (อัตราส่วนรัศมีแคตไอออน/แอนไอออนอยู่ที่ 0.414 ถึง 0.732)

ระยะห่างระหว่างอะตอม (ระยะห่างระหว่างแคตไอออนและแอนไอออน หรือครึ่งหนึ่งของความยาวหน่วยเซลล์a ) ในผลึกโครงสร้างร็อคซอลต์บางชนิดคือ 2.3 Å (2.3 × 10 ⁻¹⁰ ม.) สำหรับ NaF ^{[ 13 ]} 2.8 Å สำหรับ NaCl ^{[ 14 ]}และ 3.2 Å สำหรับ SnTe ^{[ 15 ]}ไฮไดรด์และเฮไลด์ ของ โลหะอัลคาไล ส่วนใหญ่มีโครงสร้างร็อคซอลต์ แม้ว่าบางชนิดจะมี โครงสร้าง ซีเซียมคลอไรด์แทนก็ตาม

ไฮไดรด์และเฮไลด์ของโลหะอัลคาไลที่มีโครงสร้างแบบเกลือหิน
	ไฮไดรด์	ฟลูออไรด์	คลอไรด์	โบรไมด์	ไอโอไดด์
ลิเธียม	ลิเธียมไฮไดรด์	ลิเธียมฟลูออไรด์^{[ 16 ]}	ลิเธียมคลอไรด์	ลิเธียมโบรไมด์	ลิเธียมไอโอไดด์
โซเดียม	โซเดียมไฮไดรด์	โซเดียมฟลูออไรด์^{[ 16 ]}	โซเดียมคลอไรด์	โซเดียมโบรไมด์	โซเดียมไอโอไดด์
โพแทสเซียม	โพแทสเซียมไฮไดรด์	โพแทสเซียมฟลูออไรด์^{[ 16 ]}	โพแทสเซียมคลอไรด์	โพแทสเซียมโบรไมด์	โพแทสเซียมไอโอไดด์
รูบิเดียม	รูบิเดียมไฮไดรด์	รูบิเดียมฟลูออไรด์	รูบิเดียมคลอไรด์	รูบิเดียมโบรไมด์	รูบิเดียมไอโอไดด์
ซีเซียม	ซีเซียมไฮไดรด์	ซีเซียมฟลูออไรด์	(โครงสร้าง CsCl)

แคลโคเจนไนด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธที่มีโครงสร้างแบบเกลือหิน
	ออกไซด์	ซัลไฟด์	เซเลไนด์	เทลลูไรด์	โพลอนิเดส
แมกนีเซียม	แมกนีเซียมออกไซด์	แมกนีเซียมซัลไฟด์	แมกนีเซียมเซเลไนด์^{[ 17 ]}	แมกนีเซียมเทลลูไรด์^{[ 18 ]}	(โครงสร้าง NiAs)
แคลเซียม	แคลเซียมออกไซด์	แคลเซียมซัลไฟด์	แคลเซียมเซเลไนด์^{[ 19 ]}	แคลเซียมเทลลูไรด์	แคลเซียมโพโลไนด์^{[ 20 ]}
สตรอนเทียม	สตรอนเทียมออกไซด์	สตรอนเทียมซัลไฟด์	สตรอนเทียมเซเลไนด์	สตรอนเทียมเทลลูไรด์	สตรอนเทียมโพโลไนด์^{[ 20 ]}
แบเรียม	แบเรียมออกไซด์	แบเรียมซัลไฟด์	แบเรียมเซเลไนด์	แบเรียมเทลลูไรด์	แบเรียมโพโลไนด์^{[ 20 ]}

ธาตุหายาก^{[ 21 ]}และแอคติน อยด์ พนิคไทด์ที่มีโครงสร้างเกลือหิน
	ไนไตรด์	ฟอสไฟด์	อาร์เซไนด์	แอนติโมไนด์	บิสมัทไทด์
สแกนเดียม	สแกนเดียมไนไตรด์	สแกนเดียมฟอสไฟด์	สแกนเดียมอาร์เซไนด์^{[ 22 ]}	สแกนเดียมแอนติโมไนด์^{[ 23 ]}	สแกนเดียมบิสมัทไทด์^{[ 24 ]}
อิตเทรียม	อิตเทรียมไนไตรด์	อิตเทรียมฟอสไฟด์	อิตเทรียมอาร์เซไนด์^{[ 25 ]}	อิตเทรียมแอนติโมไนด์	อิตเทรียมบิสมัทไทด์^{[ 26 ]}
แลนทานัม	แลนทานัมไนไตรด์^{[ 27 ]}	แลนทานัมฟอสไฟด์^{[ 28 ]}	แลนทานัมอาร์เซไนด์^{[ 25 ]}	แลนทานัมแอนติโมไนด์	แลนทานัมบิสมัทไทด์^{[ 29 ]}
ซีเรียม	ซีเรียมไนไตรด์^{[ 27 ]}	ซีเรียมฟอสไฟด์^{[ 28 ]}	ซีเรียมอาร์เซไนด์^{[ 25 ]}	เซเรียมแอนติโมไนด์	เซเรียมบิสมัทไทด์^{[ 29 ]}
พราเซโอดีเมียม	ปราซีโอดีเมียมไนไตรด์^{[ 27 ]}	พราซีโอดีเมียมฟอสไฟด์^{[ 28 ]}	พราเซโอดีเมียมอาร์เซไนด์^{[ 25 ]}	ปราเซโอดีเมียมแอนติโมไนด์^{[ 30 ]}	พราเซโอดีเมียมบิสมูไทด์^{[ 29 ]}
นีโอไดเมียม	นีโอไดเมียมไนไตรด์^{[ 27 ]}	นีโอดีเมียมฟอสไฟด์^{[ 28 ]}	นีโอดีเมียมอาร์เซไนด์^{[ 25 ]}	นีโอดีเมียมแอนติโมไนด์^{[ 30 ]}	นีโอดีเมียมบิสมัทไทด์^{[ 29 ]}
โพรมีเทียม	?	?	?	?	?
ซาแมเรียม	ซามาเรียมไนไตรด์^{[ 27 ]}	ซามาเรียมฟอสไฟด์^{[ 28 ]}	ซามาเรียมอาร์เซไนด์^{[ 25 ]}	ซามาเรียมแอนติโมไนด์^{[ 30 ]}	ซามาเรียมบิสมัทไทด์^{[ 29 ]}
ยูโรเปียม	ยูโรเปียมไนไตรด์^{[ 27 ]}	ยูโรเปียมฟอสไฟด์	( โครงสร้างNa O ^{[ 31 ]}	(ไม่เสถียร) ^{[ 32 ]}
แกโดลิเนียม	แกโดลิเนียมไนไตรด์^{[ 27 ]}	แกโดลิเนียมฟอสไฟด์	แกโดลิเนียมอาร์เซไนด์^{[ 25 ]}	แกโดลิเนียมแอนติโมไนด์^{[ 30 ]}	แกโดลิเนียมบิสมัทไทด์^{[ 29 ]}
เทอร์เบียม	เทอร์เบียมไนไตรด์^{[ 27 ]}	เทอร์เบียมฟอสไฟด์	เทอร์เบียมอาร์เซไนด์^{[ 25 ]}	เทอร์เบียมแอนติโมไนด์^{[ 30 ]}	เทอร์เบียมบิสมัทไทด์^{[ 29 ]}
ดิสโพรเซียม	ไดสโปรเซียมไนไตรด์^{[ 27 ]}	ไดสโปรเซียมฟอสไฟด์	ไดสโปรเซียมอาร์เซไนด์	ไดสโปรเซียมแอนติโมไนด์	ไดสโปรเซียมบิสมัทไทด์^{[ 29 ]}
โฮลเมียม	โฮลเมียมไนไตรด์^{[ 27 ]}	โฮลเมียมฟอสไฟด์	โฮลเมียมอาร์เซไนด์^{[ 25 ]}	โฮลเมียมแอนติโมไนด์	โฮลเมียมบิสมัทไทด์^{[ 29 ]}
เออร์เบียม	เออร์เบียมไนไตรด์^{[ 27 ]}	เออร์เบียมฟอสไฟด์	เออร์เบียมอาร์เซไนด์^{[ 25 ]}	เออร์เบียมแอนติโมไนด์	เออร์เบียมบิสมัทไทด์^{[ 29 ]}
ทูเลียม	ทูเลียมไนไตรด์^{[ 27 ]}	ทูเลียมฟอสไฟด์	ทูเลียมอาร์เซไนด์	ทูเลียมแอนติโมไนด์	ธูเลียมบิสมัทไทด์^{[ 29 ]}
อิตเทอร์เบียม	อิตเตอร์เบียมไนไตรด์^{[ 27 ]}	อิตเตอร์เบียมฟอสไฟด์	อิตเตอร์เบียมอาร์เซไนด์^{[ 25 ]}	อิตเตอร์เบียมแอนติโมไนด์	(ไม่เสถียร) ^{[ 33 ]}^{[ 34 ]}
ลูทีเซียม	ลูเทเซียมไนไตรด์^{[ 27 ]}	ลูทีเซียมฟอสไฟด์	ลูเทเซียมอาร์เซไนด์	ลูทีเซียมแอนติโมไนด์	ลูทีเซียมบิสมัทไทด์
แอกทิเนียม	?	?	?	?	?
ธอร์เรียม	ธอร์เรียมไนไตรด์^{[ 35 ]}	ธอร์เรียมฟอสไฟด์^{[ 35 ]}	ธอร์เรียมอาร์เซไนด์^{[ 35 ]}	ธอร์เรียมแอนติโมไนด์^{[ 35 ]}	(โครงสร้าง CsCl)
โปรแทคติเนียม	?	?	?	?	?
ยูเรเนียม	ยูเรเนียมไนไตรด์^{[ 35 ]}	ยูเรเนียมโมโนฟอสไฟด์^{[ 35 ]}	ยูเรเนียมอาร์เซไนด์^{[ 35 ]}	ยูเรเนียมแอนติโมไนด์^{[ 35 ]}	ยูเรเนียมบิสมัทไทด์^{[ 36 ]}
เนปทูเนียม	เนปทูเนียมไนไตรด์	เนปทูเนียมฟอสไฟด์	เนปทูเนียมอาร์เซไนด์	เนปทูเนียมแอนติโมไนด์	เนปทูเนียมบิสมัทไทด์^{[ 36 ]}
พลูโตเนียม	พลูโตเนียมไนไตรด์^{[ 35 ]}	พลูโตเนียมฟอสไฟด์^{[ 35 ]}	พลูโตเนียมอาร์เซไนด์^{[ 35 ]}	พลูโตเนียมแอนติโมไนด์^{[ 35 ]}	พลูโตเนียมบิสมัทไทด์^{[ 36 ]}
อเมริเซียม	อะเมริเซียมไนไตรด์^{[ 36 ]}	อะเมริเซียมฟอสไฟด์^{[ 36 ]}	อะเมริเซียมอาร์เซไนด์^{[ 36 ]}	อะเมริเซียมแอนติโมไนด์^{[ 36 ]}	อะเมริเซียมบิสมัทไทด์^{[ 36 ]}
คูเรียม	คูเรียมไนไตรด์^{[ 37 ]}	คิวเรียมฟอสไฟด์^{[ 37 ]}	คูเรียมอาร์เซไนด์^{[ 37 ]}	คูเรียมแอนติโมไนด์^{[ 37 ]}	คูเรียมบิสมัทไทด์^{[ 37 ]}
เบอร์คีเลียม	เบอร์เคเลียมไนไตรด์^{[ 37 ]}	เบอร์เคเลียมฟอสไฟด์^{[ 37 ]}	เบอร์เคเลียมอาร์เซไนด์^{[ 37 ]}	?	เบอร์เคเลียมบิสมัทไทด์^{[ 37 ]}
แคลิฟอร์เนียม	?	?	แคลิฟอร์เนียมอาร์เซไนด์^{[ 37 ]}	?	แคลิฟอร์เนียมบิสมัทไทด์^{[ 37 ]}

แคลโคเจนไนด์ของธาตุหายากและแอคตินอยด์ ที่มีโครงสร้างแบบเกลือหิน
	ออกไซด์	ซัลไฟด์	เซเลไนด์	เทลลูไรด์	โพลอนิเดส
สแกนเดียม	(ไม่เสถียร) ^{[ 38 ]}	สแกนเดียมโมโนซัลไฟด์
อิตเทรียม		อิตเทรียมโมโนซัลไฟด์^{[ 39 ]}
แลนทานัม		แลนทานัมโมโนซัลไฟด์^{[ 40 ]}
ซีเรียม		ซีเรียมโมโนซัลไฟด์^{[ 40 ]}	เซเรียมโมโนเซเลไนด์^{[ 41 ]}	ซีเรียมโมโนเทลลูไรด์^{[ 41 ]}
พราเซโอดีเมียม		พราซีโอดีเมียมโมโนซัลไฟด์^{[ 40 ]}	ปราเซโอดีเมียมโมโนเซเลไนด์^{[ 41 ]}	ปราเซโอดีเมียมโมโนเทลลูไรด์^{[ 41 ]}
นีโอไดเมียม		นีโอดีเมียมโมโนซัลไฟด์^{[ 40 ]}	นีโอดีเมียมโมโนซีลีไนด์^{[ 41 ]}	นีโอดีเมียมโมโนเทลลูไรด์^{[ 41 ]}
โพรมีเทียม		?	?	?	?
ซาแมเรียม		ซามาเรียมโมโนซัลไฟด์^{[ 40 ]}	ซาแมเรียมโมโนซีลีไนด์	ซาแมเรียมโมโนเทลลูไรด์	ซามาเรียมโมโนโพโลไนด์^{[ 42 ]}
ยูโรเปียม	ยูโรเปียมโมโนออกไซด์	ยูโรเปียมโมโนซัลไฟด์^{[ 40 ]}	ยูโรเปียมโมโนซีลีไนด์^{[ 43 ]}	ยูโรเปียมโมโนเทลลูไรด์^{[ 43 ]}	ยูโรเปียมโมโนโพโลไนด์^{[ 42 ]}
แกโดลิเนียม	(ไม่เสถียร) ^{[ 38 ]}	แกโดลิเนียมโมโนซัลไฟด์^{[ 40 ]}
เทอร์เบียม		เทอร์เบียมโมโนซัลไฟด์^{[ 40 ]}			เทอร์เบียมโมโนโพโลไนด์^{[ 42 ]}
ดิสโพรเซียม		ไดสโปรเซียมโมโนซัลไฟด์^{[ 40 ]}			ไดสโปรเซียมโมโนโพโลไนด์^{[ 42 ]}
โฮลเมียม		โฮลเมียมโมโนซัลไฟด์^{[ 40 ]}			โฮลเมียมโมโนโพโลไนด์^{[ 42 ]}
เออร์เบียม		เออร์เบียมโมโนซัลไฟด์^{[ 40 ]}
ทูเลียม		ทูเลียมโมโนซัลไฟด์^{[ 40 ]}			ทูเลียมโมโนโพโลไนด์^{[ 42 ]}
อิตเทอร์เบียม	อิตเตอร์เบียมโมโนออกไซด์	อิตเตอร์เบียมโมโนซัลไฟด์^{[ 40 ]}			อิตเตอร์เบียมโมโนโพโลไนด์^{[ 42 ]}
ลูทีเซียม	(ไม่เสถียร) ^{[ 38 ]}^{[ 44 ]}	ลูเทเซียมโมโนซัลไฟด์^{[ 40 ]}			ลูเทเซียมโมโนโพโลไนด์^{[ 42 ]}
แอกทิเนียม		?	?	?	?
ธอร์เรียม		ธอร์เรียมโมโนซัลไฟด์^{[ 35 ]}	ธอร์เรียมโมโนซีลีไนด์^{[ 35 ]}	(โครงสร้าง CsCl) ^{[ 45 ]}
โปรแทคติเนียม		?	?	?	?
ยูเรเนียม		ยูเรเนียมโมโนซัลไฟด์^{[ 35 ]}	ยูเรเนียมโมโนซีลีไนด์^{[ 35 ]}	ยูเรเนียมโมโนเทลลูไรด์^{[ 35 ]}
เนปทูเนียม		เนปทูเนียมโมโนซัลไฟด์	เนปทูเนียมโมโนซีลีไนด์	เนปทูเนียมโมโนเทลลูไรด์
พลูโตเนียม		พลูโตเนียมโมโนซัลไฟด์^{[ 35 ]}	พลูโทเนียมโมโนซีลีไนด์^{[ 35 ]}	พลูโทเนียมโมโนเทลลูไรด์^{[ 35 ]}
อเมริเซียม		อะเมริเซียมโมโนซัลไฟด์^{[ 36 ]}	อะเมริเซียมโมโนเซเลไนด์^{[ 36 ]}	อะเมริเซียมโมโนเทลลูไรด์^{[ 36 ]}
คูเรียม		คูเรียมโมโนซัลไฟด์^{[ 37 ]}	คูเรียมโมโนเซเลไนด์^{[ 37 ]}	คูเรียมโมโนเทลลูไรด์^{[ 37 ]}

คาร์ไบด์และไนไตรด์ของโลหะทราน ซิชัน ที่มีโครงสร้างแบบร็อคซอลต์
	คาร์ไบด์	ไนไตรด์
ไทเทเนียม	ไทเทเนียมคาร์ไบด์	ไทเทเนียมไนไตรด์
เซอร์โคเนียม	เซอร์โคเนียมคาร์ไบด์	เซอร์โคเนียมไนไตรด์
แฮฟเนียม	ฮาฟเนียมคาร์ไบด์	ฮาฟเนียมไนไตรด์^{[ 46 ]}
วาเนเดียม	วาเนเดียมคาร์ไบด์	วาเนเดียมไนไตรด์
ไนโอเบียม	ไนโอเบียมคาร์ไบด์	ไนโอเบียมไนไตรด์
แทนทาลัม	แทนทาลัมคาร์ไบด์	(โครงสร้าง CoSn)
โครเมียม	(ไม่เสถียร) ^{[ 47 ]}	โครเมียมไนไตรด์

โมโนออกไซด์ของโลหะทรานซิชันหลายชนิด มีโครงสร้างแบบร็อคซอลต์ ( TiO , VO , CrO , MnO , FeO , CoO , NiO , CdO ) โมโนคาร์ไบด์ของแอคตินอยด์ในยุคแรกก็มีโครงสร้างนี้เช่นกัน ( ThC , PaC , UC , NpC , PuC ) ^{[ 37 ]}

โครงสร้างฟลูออไรต์

เช่นเดียวกับโครงสร้างเกลือหินโครงสร้างฟลูออไรต์ (AB ) ก็เป็นโครงสร้าง Fm 3 m เช่นกัน แต่มีอัตราส่วนไอออน 1:2 โครงสร้างแอนติฟลูออไรต์เกือบจะเหมือนกัน ยกเว้นตำแหน่งของแอนไอออนและแคตไอออนที่สลับกันในโครงสร้าง โดยกำหนดให้เป็นตำแหน่ง Wyckoff 4a และ 8c ในขณะที่ตำแหน่งโครงสร้างเกลือหินคือ 4a และ 4b ^{[ 48 ]}^{[ 49 ]}

โครงสร้างซิงค์เบลนด์

กลุ่มพื้นที่ของโครงสร้างซิงค์เบลนด์เรียกว่า F 4 3m (ในสัญกรณ์เฮอร์มันน์-โมแกง ) หรือ 216 ^{[ 50 ]}^{[ 51 ]}การกำหนด Strukturbericht คือ "B3" ^{[ 52 ]}

โครงสร้างซิงค์เบลนด์ (หรือเขียนว่า "zinc blende") ตั้งชื่อตามแร่ซิงค์เบลนด์ ( สฟาเลอไรต์ ) ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของซิงค์ซัลไฟด์ (β-ZnS) เช่นเดียวกับโครงสร้างร็อคซอลต์ อะตอมทั้งสองชนิดก่อตัวเป็นแลตติซลูกบาศก์แบบศูนย์กลางหน้าสองอันที่ซ้อนทับกัน อย่างไรก็ตาม มันแตกต่างจากโครงสร้างร็อคซอลต์ในวิธีการวางตำแหน่งของแลตติซทั้งสองสัมพันธ์กัน โครงสร้างซิงค์เบลนด์มีการประสานงาน แบบทรงสี่หน้า : เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของแต่ละอะตอมประกอบด้วยอะตอมสี่อะตอมของชนิดตรงข้าม วางตำแหน่งเหมือนจุดยอดทั้งสี่ของทรงสี่หน้าปกติในซิงค์ซัลไฟด์ อัตราส่วนของสังกะสีต่อกำมะถันคือ 1:1 ^[⁶^]โดยรวมแล้ว การจัดเรียงอะตอมในโครงสร้างซิงค์เบลนด์เหมือนกับ โครงสร้าง ลูกบาศก์เพชรแต่มีอะตอมชนิดสลับกันที่ตำแหน่งแลตติซที่แตกต่างกัน โครงสร้างยังสามารถอธิบายได้ว่าเป็นแลตติส FCC ของสังกะสีที่มีอะตอมกำมะถันครอบครองครึ่งหนึ่งของช่องว่างเตตระเฮดรัลหรือในทางกลับกัน^[⁶^]

ตัวอย่างของสารประกอบที่มีโครงสร้างนี้ ได้แก่ ซิงค์เบลนด์เองตะกั่ว(II) ไนเตรต สารกึ่งตัวนำเชิงประกอบหลายชนิด (เช่นแกลเลียมอาร์เซไนด์และแคดเมียมเทลลูไรด์ ) และสารประกอบไบนารีอื่นๆ อีกมากมาย โดย ทั่วไปแล้ว สารประกอบ กลุ่มโบรอนพนิคโตเจนไนด์จะมีโครงสร้างซิงค์เบลนด์ แม้ว่าไนไตรด์จะพบได้บ่อยกว่าในโครงสร้างเวิร์ตไซต์และรูปแบบซิงค์เบลนด์ของพวกมันเป็นพอลิมอร์ฟที่ไม่ค่อย เป็นที่รู้จัก ^[⁵³^]^[⁵⁴^]

สารประกอบเฮไลด์ของทองแดงที่มีโครงสร้างแบบซิงค์เบลนด์
	ฟลูออไรด์	คลอไรด์	โบรไมด์	ไอโอไดด์
ทองแดง	คอปเปอร์(I) ฟลูออไรด์	คอปเปอร์(I) คลอไรด์	คอปเปอร์(I) โบรไมด์	คอปเปอร์(I) ไอโอไดด์

เบริลเลียมและแคลโคเจนไนด์หมู่ 12 ที่มีโครงสร้างแบบซิงค์เบลนด์
	ซัลไฟด์	เซเลไนด์	เทลลูไรด์	โพลอนิเดส
เบริลเลียม	เบริลเลียมซัลไฟด์	เบริลเลียมเซเลไนด์	เบริลเลียมเทลลูไรด์	เบริลเลียมโพโลไนด์^{[ 55 ]}^{[ 56 ]}
สังกะสี	ซิงค์ซัลไฟด์	ซิงค์เซเลไนด์	ซิงค์เทลลูไรด์	ซิงค์โพโลไนด์
แคดเมียม	แคดเมียมซัลไฟด์	แคดเมียมเซเลไนด์	แคดเมียมเทลลูไรด์	แคดเมียมโพโลไนด์
ปรอท	เมอร์คิวรีซัลไฟด์	เมอร์คิวรีเซเลไนด์	เมอร์คิวรีเทลลูไรด์	–

กลุ่มนี้ยังเป็นที่รู้จักกันในชื่อ ตระกูลสารประกอบ II-VIซึ่งส่วนใหญ่สามารถสร้างขึ้นได้ทั้งในรูปทรงซิงค์เบลนด์ (ลูกบาศก์) หรือเวิร์ตไซต์ (หกเหลี่ยม)

ธาตุหมู่ 13 พนิคโตเจนไนด์ที่มีโครงสร้างแบบซิงค์เบลนด์
	ไนไตรด์	ฟอสไฟด์	อาร์เซไนด์	แอนติโมไนด์
โบรอน	โบรอนไนไตรด์ *	โบรอนฟอสไฟด์	โบรอนอาร์เซไนด์	โบรอนแอนติโมไนด์
อะลูมิเนียม	อะลูมิเนียมไนไตรด์ *	อะลูมิเนียมฟอสไฟด์	อะลูมิเนียมอาร์เซไนด์	อะลูมิเนียมแอนติโมไนด์
แกลเลียม	แกลเลียมไนไตรด์ *	แกลเลียมฟอสไฟด์	แกลเลียมอาร์เซไนด์	แกลเลียมแอนติโมไนด์
อินเดียม	อินเดียมไนไตรด์ *	อินเดียมฟอสไฟด์	อินเดียมอาร์เซไนด์	อินเดียมแอนติโมไนด์

กลุ่มนี้เรียกอีกอย่างว่าตระกูลสารประกอบIII-V

โครงสร้างเฮาส์เลอร์

โครงสร้างเฮาส์เลอร์ (Heusler structure) ซึ่งอิงตามโครงสร้างของ Cu₂MnAl โครงสร้างทั่วไปสำหรับสารประกอบไตรภาคที่มีโลหะทรานซิ ชัน มีกลุ่มพื้นที่ Fm₃m (หมายเลข 225) และการกำหนดใน Strukturberichtคือเมื่อรวมกับสารประกอบฮาล์ฟเฮาส์เลอร์ (half-Heusler) และอินเวอร์สเฮาส์เลอร์ (inverse-Heusler) ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดแล้ว มีตัวอย่างหลายร้อยชนิด

โครงสร้างเหล็กโมโนซิลิไซด์

กลุ่มสมมาตรของโครงสร้างโมโนซิลิไซด์ของเหล็กคือ P2 3 (หมายเลข 198) และการกำหนดใน Strukturberichtคือ B20 โครงสร้างนี้เป็น โครงสร้าง ไครัลและบางครั้งเกี่ยวข้องกับ คุณสมบัติ เฮลิแมกเนติกมีอะตอมของแต่ละธาตุสี่อะตอม รวมเป็นแปดอะตอมในหน่วยเซลล์

ตัวอย่างเช่น พบได้ในกลุ่มซิลิไซด์และเจอร์มาไนด์ของโลหะทรานซิชัน รวมถึงสารประกอบอื่นๆ อีกเล็กน้อย เช่นแกลเลียมแพลเลไดด์

ซิลิไซด์และเจอร์มาไนด์ของโลหะทรานซิชันที่มีโครงสร้าง FeSi
	ซิลิไซด์	เจอร์มานิดส์
โครเมียม	โครเมียม(IV) ซิลิไซด์	โครเมียม(IV) เจอร์มาไนด์
แมงกานีส	แมงกานีสโมโนซิลิไซด์	แมงกานีสเจอร์มาไนด์
เหล็ก	เหล็กโมโนซิลิไซด์	เหล็กเจอร์มาไนด์
โคบอลต์	โคบอลต์โมโนซิลิไซด์	โคบอลต์เจอร์มาไนด์

โครงสร้างแวร์-เฟแลน

โครงสร้าง Weaire –Phelanมีสมมาตร Pm 3 n (223)

โครงสร้างนี้ประกอบด้วยรูปทรงสิบสี่เหลี่ยม ซ้อนกันสามทิศทาง โดยมี เซลล์ รูปทรงพีระมิดอยู่ในช่องว่าง พบได้ในรูปโครงสร้างผลึกในวิชาเคมีซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า " โครงสร้าง แคลทเรต ชนิดที่ 1 " ไฮเดรตของแก๊สที่เกิดจากมีเทน โพรเพน และคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิต่ำ มีโครงสร้างที่โมเลกุลของน้ำอยู่ตรงจุดเชื่อมต่อของโครงสร้างแวร์-เฟแลน และเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนในขณะที่โมเลกุลของแก๊สขนาดใหญ่กว่าถูกกักอยู่ในกรงรูปทรงหลายเหลี่ยม

ดูเพิ่มเติม

อะโทเมียม : โครงสร้างที่เป็นแบบจำลองของ หน่วยเซลล์ bccโดยมีเส้นทแยงมุมของตัวโครงสร้างในแนวตั้ง
การอัดแน่น
การเคลื่อนที่ของข้อต่อ
แลตทิซผกผัน

อ่านเพิ่มเติม

Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis, 1985, คู่มือแร่ธาตุวิทยา , ฉบับที่ 20, Wiley, ISBN 0-471-80580-7

ลิงก์ภายนอก

การจำลอง JMolโดยมหาวิทยาลัยกราซ :
- ลูกบาศก์อย่างง่าย
- บีซีซี
- เอฟซีซี
- เอชซีพี
การสร้างโครงสร้างผลึกด้วยMolview

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

4 ] [

5 ] โครงสร้าง

[ 7 ]

[ 8 ]

[

[

[

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]

[ 45 ]

[ 46 ]

[ 47 ]

[ 48 ]

[ 49 ]

[ 50 ]

[ 51 ]

[ 52 ]

[

[

[ 55 ]

[ 56 ]