Cấu trúc tinh thể

Ô đơn vị

Ô đơn vị là một cách sắp xếp của các nguyên tử trong không gian ba chiều, nếu ta lặp lại nó thì nó sẽ chiếm đầy không gian và sẽ tạo nên tinh thể. Vị trí của các nguyên tử trong ô đơn vị được mô tả bằng một hệ đơn vị hay còn gọi là một hệ cơ sở bao gồm ba thông số tương ứng với ba chiều của không gian (xi,yi,zi).

Đối với mỗi cấu trúc tinh thể, tồn tại một ô đơn vị quy ước, thường được chọn để mạng tinh thể có tính đối xứng cao nhất. Tuy vậy, ô đơn vị quy ước không phải luôn luôn là lựa chọn nhỏ nhất. Ô nguyên tố mới là một lựa chọn nhỏ nhất mà từ đó ta có thể tạo nên tinh thể bằng cách lặp lại ô nguyên tố. Ô Wigner-Seitz là một loại ô nguyên tố mà có tính đối xứng giống như của mạng tinh thể.

Hệ tinh thể

Hệ tinh thể là một nhóm điểm của các mạng tinh thể (tập hợp các phép đối xứng quay và đối xứng phản xạ mà một điểm của mạng tinh thể không biến đối). Hệ tinh thể không có các nguyên tử trong các ô đơn vị. Nó chỉ là những biểu diễn hình học mà thôi. Có tất cả bảy hệ tinh thể. Hệ tinh thể đơn giản nhất và đối xứng cao nhất là hệ lập phương, các hệ tinh thể khác có tính đối xứng thấp hơn là: hệ sáu phương, hệ bốn phương, hệ ba phương (còn gọi là hình mặt thoi), hệ thoi, hệ một nghiêng, hệ ba nghiêng. Một số nhà tinh thể học coi hệ tinh thể ba phương là một phần của hệ tinh thể sáu phương.

Phân loại các loại mạng tinh thể

Mạng Bravais là một tập hợp các điểm tạo thành từ một điểm duy nhất theo các bước rời rác xác định bởi các véc tơ cơ sở. Trong không gian ba chiều có tồn tại 14 mạng Bravais (phân biệt với nhau bởi các nhóm không gian). Tất các các vật liệu có cấu trúc tinh thể đều thuộc vào một trong các mạng Bravais này (không tính đến các giả tinh thể). 14 mạng tinh thể được phân theo các hệ tinh thể khác nhau được trình bày ở phía bên phải của bảng.

là một trong các mạng tinh thể với một ô đơn vị và các nguyên tử có mặt tại các nút mạng của các ô đơn vị nói trên.

Nhóm điểm và nhóm không gian

Nhóm điểm tinh thể học hoặc lớp tinh thể là một tập hợp các phép đối xứng không tịnh tiến mà dưới tác dụng của các phép đối xứng đó, tinh thể trở lại vị trí như cũ. Có tất cả 32 lớp tinh thể.

Nhóm không gian của một cấu trúc tinh thể được tạo thành từ các phép đối xứng tịnh tiến bổ sung vào các phép đối xứng của các nhóm điểm. Có tất cả 230 nhóm không gian như vậy.

Sai hỏng mạng

Các tinh thể thực thường có các sai hỏng mạng hoặc là các điểm bất thường có mặt trong cấu trúc tinh thể lý tưởng nói ở trên. Các sai hỏng này có vai trò quyết định đến tính chất cơ và điện của các tinh thể thực. Đặc biệt là bất định xứ trong tinh thể cho phép tinh thể biến dạng dễ dàng hơn nhiều so với tinh thể hoàn hảo.

một thuyết khác dùng để bao hàm các cấu trúc tinh thể cũng như vô định hình, chúng có tính khái quát chung và thay đổi ít nhiều tùy theo nhiệt độ. Vì lí do của cấu trúc là dạng không gian 3 chiều nên mức độ phức tạp không ít. Các liên kết có nhiều chiều hướng khác nhau: bộ cấu trúc được lấy gốc từ cấu trúc lục giác hex của than chì Cacbon làm bộ cấu trúc cơ bản trong mọi cấu trúc vật chất, mọi nguyên tố. Sự khác nhau từng thành phần: mọi nguyên tố đều chỉ có 6 nguyên tử liên kết nhau theo 1 cấu trúc lục giác cơ bản nhất, sau đó sự khác biệt từng thành phần ở chỗ: bán kính nguyên tử & cấu trúc electron làm cho cấu trúc cơ bản 6 hex của mỗi nguyên tố khác nhau (tùy trạng thái nhiệt độ): nếu trước tiên đơn giản nhất là 6 nguyên tử(nguyên tố nào đó) nằm trên một mặt phẳng lì cố định thì lý do cấu trúc electron, các nguyên tử mỗi cạnh sẽ nằm ở các hướng chéo trên, dưới tùy nguyên tố - nhiệt độ, bán kính nguyên tố. Sự hợp lí của cấu trúc lục giác 6 hex: biểu diễn mức độ phức tạp của cấu trúc không gian 3 chiều hướng: vừa và đủ hoặc có thể nhiều hơn nữa mà không cần tới cấu trúc thập giác 7 hay bát giác 8. Cấu trúc ngũ giác 5 và tứ giác 4 không đủ điều kiện phức tạp như cấu trúc 6. Cấu trúc 6 hex chỉ rõ 6 loại hạt nhân khác nhau dựa theo hình học không gian: chỉ có duy nhất 3 mặt phẳng theo 3 phương khác nhau thì vuông góc nhau, không có 1 phương thứ 4 nào trong không gian vuông góc với 3 loại mặt phẳng đó. Mỗi mặt phẳng bao gồm 2 loại hạt nhân đối lập --> 3 mặt phẳng sẽ có 6 loại. Tương tác giữa các loại cho thấy nếu đặt theo thứ tự từ 1 2 3 4 5 6 và trong mỗi mặt phẳng có 2 loại đối lập nhau: 12,34,56 thì để có được tương tác hút vừa đủ hợp lí, không phức tạp là tương tác chéo: 1 - 4, 2 - 3, 3 - 6, 4 - 5, 5 - 2, 6 - 1 vậy cấu trúc hex hút theo một vòng tròn là 1 - 4 - 5 - 2 - 3 - 6. các tương tác còn lại mang tính trơ: 1-3, 3-5, 2-4, 4-6, 1-5,.. . Không có tương tác đẩy nhau vì đa số trong vũ trụ cũng như không gian, lực hút chiếm rất nhiều, còn lực đẩy chỉ có vai trò duy nhất ở chỗ: không cho mọi thứ khác nhau va đập trộn lẫn vào nhau. Trong trường hợp các cấu trúc hex nằm trong không gian sao cho có những thành phần giống nhau: 1 - 1, 2 - 2.. thì coi như chúng được đồng hợp năng lượng và đi xa hơn. Năng lượng của mỗi nguyên tử trong cấu trúc hex được khép kín. Chỉ khi đồng hợp chúng mới được đi xa hơn. Điện & từ, một số phản ứng hóa học chính là các trường hợp đồng hợp xảy ra của các cấu trúc trong không gian. Đặc trưng của các phản ứng khử(cực (-)cathode)hoặc phản ứng Oxi hóa (cực + anode) trong bình điện phân tạo nên các luồng dòng chảy khác nhau hưởng ứng trên dây dẫn(các cấu trúc hưởng ứng dây chuyền gặp năng lượng đồng hợp - mạnh hơn). Trong nam châm có 1 số cấu trúc đồng hợp lan chảy trong không gian, nếu gặp dây dẫn, chúng tác dụng & tạo ra sơ điện chờ sẵn(chưa thực điện), năng lượng vẫn âm thầm khép kín vì có khá nhiều luồng đi chung nhau, khi có thay đổi hình học tác dụng: dây dẫn chuyển động, sự tương tác thay đổi từ sơ điện chuyển thành thực điện( tác dụng điện từ - nóng lên). Các phản ứng hóa học thông thường khác vẫn có sự lan chảy đồng hợp nhưng lại không có cơ cấu sơ điện --> thực điện... tổng vẫn là 6 loại luồng từ 6 loại trong cấu trúc 6hex lan chảy trong vật dẫn.

cấu trúc 6 hex không thể là 1 có cấu trúc mấu cạnh không gian nào khác mà chỉ đơn giản là 1 mặt phẳng gồm 6 nguyên tố đồng loại(cùng 1 nguyên tố) liên kết nhau theo 1 góc 120'. cấu trúc 6 hex có chiều rộng tỉ lệ nghịch với bán kính nguyên tố: Hiđrô sẽ có cấu trúc 6 hex lớn nhất - các chất có chứa Hiđrô hoặc đơn Hiđrô chất đều có mật độ rất thưa, còn các kim loại sẽ có cấu trúc 6 hex nhỏ hơn nên mật độ luôn nhiều.

cấu trúc 6 hex(cùng nguyên tố - không thể chứa các nguyên tố khác nhau vì lý do của bán kính cấu trúc không đồng đều - gây sự thất thoát năng lượng khiến chúng sẽ không thể bền được, các phản ứng sẽ trở nên rối loạn so với bình thường) không bị phá vỡ trong các phản ứng hóa học vì là một cấu trúc cơ bản nhất - liên kết mạnh nhất - các liên kết của bộ lỏng hay bộ khí đều do sự đồng hợp sơ khai của các cấu trúc 6 hex ghép lại - và tương tác yếu mạnh - lỏng-rắn-khí cũng do đồng hợp các cấu trúc sơ bộ này tương tác nhau, chỉ khi có phóng xạ hoặc phản ứng hạt nhân thì mới thay đổi nguyên tố - lúc đó cấu trúc 6 được thay đổi & hình thành lại. để hưởng ứng được dòng điện, mọi vật chất phải có sẵn sự đồng hợp cùng loại hạt nhân: 1-1,2-2,33,44,55,66, vì vậy ngay từ khi 1 & vài cấu trúc 6 hex của Hiđrô cơ bản ghép lại đã bắt đầu hình thành sự đồng hợp sơ khai, đồng hợp đã được tạo ra không ít thì nhiều trước khi hình thành dạng bộ khí H(2), cũng vì sự đồng hợp này ít - nhiều nó phản ánh tính chất hóa học: những nguyên tố phản ứng với nhau sao cho đồng hợp liên kết tương tác mạnh phù hợp nhất với nhau so với trước đó(là cùng nguyên tố) - tùy theo nhiệt độ. tính chất của khí hiếm được giải thích thông qua cấu trúc 6 hex là vì có yếu tố chảy cản giữa có đồng hợp & không đồng hợp nội trong các cấu trúc 6 hex (đã ghép thành bộ: bộ sơ khai --> bộ khí --> bộ lỏng --> bộ rắn). Vì đồng hợp(1-1,2-2,1-1-1..,3-3..) luôn có năng lượng lớn & đi xa hơn so với không đồng hợp(1-4,1-3,2-3,...) nên chúng có sự khác ở đây là cấu trúc electron đã gây ra sự chảy cản, trước tiên là những tính chất: oooooooooooooooooooooooooooo--------------------------ooooooooooooooooooooooooooooooooo vì hạt nhân phát sinh một năng lượng gốc nằm trong bán kính Ro ~ E-15m(10^-15m), năng lượng này là một năng lượng bí ẩn gốc, rất mạnh. Một yếu tố đặc trưng cho sự đồng hợp & không đồng hợp tức thì: là sự nuôi lại theo chu kì - giống như dạng sóng - nhưng không phải. kí hiệu là T(Hz)(hằng số rất lớn ~ E100Hz!!!). Lúc đồng hợp - giữa 2 hạt nhân của 2 nguyên tử(1-1, 2-2... cấu trúc 6 hex tự nhiên chỉ là 1-4-5-2-3-6, vì nhiều cấu trúc ghép lại trong không gian gây nên các đồng hợp) thì T(Hz) sẽ tăng so với ban đầu, nguyên do là vì năng lượng được phát tán xa hơn(R tăng) - tần số nhanh hơn, một cái khác nữa là vận tốc chảy ban đầu(rất lớn chỉ trong phạm vi E-15m) của năng lượng có tham gia tích số, nếu tần số tăng, vận tốc ban đầu cũng có thể tăng hoặc cũng có thể không đổi?

Hiđrô đầu tiên có cấu trúc electron 1s --> 1T/m. Hêli 1s2 --> (2prồ-tông) 2.T(Hz)/2m (2e-), 2.v(m/s). (2T : proton tự đồng hợp động lực sẵn bên trong, tần số tăng 2) Nêông 1s2 2s2 p6 --> (10prồ-tông) 10.T(Hz), 10.v(m/s), R x 10lần(m)

các nguyên tố khí hiếm do yếu tố chảy cản đã tạo ra được 2 bên cánh a.b trong cấu trúc bộ sơ của nó mà các nguyên tố thông thường khác không làm được. Nhưng ở Xe tạo được XeF(4) tồn tại ở nhiệt độ lạnh là do chúng chảy cản ở các cánh bắt đầu có hình thành % tính chất khác so với % tính chất hiếm, nhưng % tính chất hiếm nhiều hơn so với % tính chất khác đó.. oooooooooooooooooooooooooooo--------------------------ooooooooooooooooooooooooooooooooo

chỉ vì một yếu tố: năng lượng không tương đối khối lượng, nội từng hột trong cấu trúc 6 luôn phát sinh năng lượng tương tác những cấu trúc 6 khác với nhau lớn hơn nhiều so với khối lượng của những chúng, vì vậy chúng luôn chuyển động nhiệt không ngừng, vận tốc chuyển động nhiệt có thể được coi là không đổi nhưng đặc trưng cho sự giãn nở là những cự li của những cấu trúc 6 hex bị dư năng lượng hoạt động hóa học hoặc nguyên nhân gây nhiệt nào đó được dự trữ lại bằng cự li giữa chúng, quá trình của hệ quả: động lực dư gây hút lại nhiều hơn bao nhiêu của một nhóm cấu trúc 6 đang hút nhau này với một nhóm cấu trúc 6 đang hút nhau kia làm cho chúng siết - bó chặt nhau hơn, tạo nên những khoảng cự li lớn hơn của vật chất(trong lúc đó lực đẩy không cho phép chúng trộn nhau càng phải tăng lên - mặc dù không tham gia cự li giãn nở) nếu lúc chúng đang giãn nở mà có sự cố tình nén chúng lại, làm tăng thêm động lực dư lưu trữ nội bên trong khối chúng sẽ làm tăng thêm động lực bó chặt nhau --> sự bó chặt nhau theo vectơ hình học riêng khác với hình học tổng: tình cờ chúng tạo thành vectơ đẩy nhau từ sự bó chặt nhau càng mạnh