Файл: Пенкаля, Т. Очерки кристаллохимии.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 124

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ку, а пространственную решетку, то координаты вершин ячеек, не соседствующих с началом координат, можно выражать положи­ тельными и отрицательными числами, которые больше единицы

(см. рис. 1.12, б).

б

 

7/7

101

 

111

 

LZ

 

 

 

011S

 

 

 

 

 

O U S T

001

I

'

102S

'

112S

'

122S'

111s ^ ____ ^

 

 

 

101

I w

 

 

202 S ^

 

^ s '

 

222

!

:

ho

 

 

212

 

!

ffo'

 

ioL s '

 

001

 

Oil

021

010<ST

 

 

/

 

 

 

 

000 1

 

J O )

 

^ S

 

 

'

 

010 Y

 

121

110

100

 

 

hi

i r r

11 110

 

 

201

 

211

 

221

!

/77

 

m

ill

 

000

 

010

020,'

O H iS^

 

 

 

 

100 s

 

 

001

Oil

 

'

S110

 

^P^12U

 

 

 

 

 

111

 

 

 

 

200

 

 

101

111

 

 

 

210

220

Рис. 1.12. Координаты вершин элементарных ячеек:

а —ближайших к началу координат: б—удаленных от начала координат.

Координаты точек, лежащих внутри элементарной ячейки, вы­ ражаются дробными числами. Например, положение точки С

Рис. 1.13. Координаты точек внутри элементарной

ячейки:

и В) и внутри элементар­

о —точки находятся на гранях (Л

ной ячейки (С): б—точки расположены на телесной диагонали

ячейки (Л, В,

С).

 

2

11

 

находим,

отмерив

на оси

X

(рис. 1.13, а) с координатами

 

 

2

Y отрезок

1

 

 

1

с.

отрезок у а, на оси

 

Ь, на оси Z отрезок у

Точки, имеющие в символе три

одинаковых

числа,

лежат

на


телесной

диагонали

элементарной ячейки

 

(рис. 1.13,6). Точка

с координатами

1 1

і

 

 

 

 

 

 

 

 

у у

у является центром ячейки.

 

 

 

Гранецентрированная ячейка (F) характеризуется следующими

координатами узлов: 000,

100, 010,

001,

ПО,

101, 011,

111,

у 0 у ,

1

/ 1

1

I Л 1

1 ,

п 1

1 ,

1

1

/

, ш

,

 

называть

о

о

’ о о

о

о ^ * ^ о

о * *

9

о ѵР^^*

1 -14). Чтобы но

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

координаты всех узлов, обычно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дают координаты четырех ба­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зисных точек ячейки 000,— 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и у у

и

у у 0,

так

как ос­

Рис. 1.14. Координаты вершин и цен­ тров граней элементарной ячейки.

тальные узлы являются транс­ ляционным повторением в на­ правлении осей координат. Три последних символа отли­ чаются только положением нуля. Если при одном из них поставить стрелку, например

у у О £ , то это будет озна­

чать, что для получения коор­ динат остальных узлов следует поочередно переставить числа.

Сокращенная запись: 000, у у О £ Дает положение узлов гране­

центрированной ячейки.

3 3 3

Точку с координатами у у у можно записать также следую-

3 3 I

щим образом: у у у . где последняя координата— отрицательное

число. Обе точки совпадают при перемещении по оси Z на величину трансляции. Положение остальных узлов решетки получим, прибав­ ляя к дробным цифрам или нулю положительные или отрицатель­ ные целые числа.

СИМВОЛЫ РЯДОВ

Параллельные одномерные ряды тождественны. Для характе­ ристики какого-либо ряда можно -переместить его параллельно самому себе так, чтобы он прошел через начало координат. Поло­ жение рядов в пространстве определяют две точки. Пусть ряд, про­

ходящий через начало координат,

проходит через узел

решетки

с координатами иа, vb, wc,

где и,

v, w — целые числа

или

нуль;

а, Ь, с — постоянные решетки

(рис.

1.15). Целые числа и, v,

w, за­

ключенные в квадратные скобки [и, v, w], являются символом этого ряда, а величины самих чисел носят название индексов. Как пра­ вило, символы рядов выражаются небольшими целыми числами.

24


Если ряд проходит через начало координат (000) и через

узел

с координатами 4а, 6Ь, 2с, то существует параллельный ему

ряд,

Рис. 1.15. Символы прямых:

аобщий случай — прямая наклонена к координатным осям; б—пря­ мые совпадают с осями или лежат в координатных плоскостях.

проходящий через узел с координатами 2а, Zb, 1с. Символом ряда будут три числа [231].

Если

известны

координаты

 

 

 

двух любых точек, через кото­

 

 

 

рые проходит ряд, то даже в

 

 

 

том случае, когда координаты

 

 

 

выражены дробными числами,

 

 

 

можно получить символ данно­

 

 

 

го ряда, вычитая соответствую­

 

 

 

щие координаты одной трой­

 

 

 

ки индексов из другой и опре­

 

 

 

деляя отношение между полу­

 

 

 

чившимися разностями. На­

 

 

 

пример, символ ряда, прохо­

 

 

 

дящего через точку А с коор-

 

 

 

динатами

1 1 0

и точку

В с

 

 

 

координатами

11 1 (рис.

1.16),

 

 

 

рассчитываем

по

схеме:

 

 

 

 

и : V : w = 11

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: (1 0) = -51-:•

2

 

 

 

 

 

-1к-:■'1 = ’1 - 1:2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Следовательно, символ

этого

Рис.

1.16. Пояснение к расчету символа

ряда [112].

Это

значит,

что

ряд, параллельный рассматри­

направления [112], проходящего через

ваемому и проходящий начало

точки

с координатами 4--^-0

и 111.

координат

000,

пересекает

 

 

 

 

 

 

 

1 1 1

 

 

выра-

точку с координатами у у і , а затем точку с координатами,

женными целыми числами 112

(рис.

1.16),

 

25


Ряды, совпадающие с направлениями осей X, У, Z, имеют сле­

дующие

символы — [100],

[010], [001], так как они

проходят

через

начало

координат 000 и

точки с координатами

100, 010

и 001

(рис. 1.15 и 1.17). Любой ряд, лежащий в плоскости XY, имеет

символ

[O]

(нуль на третьем месте),

в плоскости XZ [u0w\ а

в плоскости

YZ — [0ош].

Каждый ряд

имеет два

конца: положи­

тельный с координатами [uvw] и отрицательный с координатами [üvw]. Положительный полюс оси X характеризуется символом

Рис. 1.17. Примеры символов прямых (в обычной записи).

[100], отрицательный [100]. В любом случае два полюса выражаются теми же самыми числами^ но взятыми с противоположными зна­

ками (например, [ПО] и [ПО]; [231] и [231]). На рис. 1.17 даны сим­ волы телесных диагоналей элементарной ячейки, а также символы диагоналей ее граней. Отвечают они, очевидно, символам узлов, лежащих в вершинах восьми элементарных ячеек, соприкасаю­ щихся с началом координат.

В последнее время в литературе встречается и другой способ записи символов некоторых рядов. Направления рядов, параллель­

ных осям X [100],

У [010], Z [001], при этом обозначают двумя зна­

чащими цифрами (часто дробными) и третьей переменной — х, у,

г.

тт

11

г означает ряд, проходящий

через

точку

с

Например, символ

 

координатами -j-j-0, лежащую

на плоскости XY, и

через

другие

точки, у которых на третьем месте в символе любая

координата

г

(рис. 1.18). Эта прямая параллельна оси Z, обозначенной обычным

символом [001]. Символ

 

показывает, что эта прямая парал-

26


лельна оси У с обычным символом [010] и пересекает осевую плос­

кость XZ в точке с координатами

0-^ принимает любые зна­

чения).

ось X обозначается символом х00,

Таким образом, координатная

ось У — символом 0г/0, ось Z — символом 00z. Такие символы опре­

деляют, следовательно, не только направле­

 

 

 

ние ряда, но и его положение в простран­

 

 

 

стве. Диагонали плоскостей элементарной

 

 

 

ячейки при этом будут обозначены симво­

 

 

 

лами ххО, хОх, Охх,

а

телесная диагональ

 

 

 

ячейки — символом

ххх (рис. 1.19).

 

 

 

Эти

символы

определяют

координаты

 

 

 

всех возможных точек, образующих дан­

 

 

 

ный ряд. Символ х00 имеет одну степень

 

 

 

свободы, так как х может принимать любые

 

Тождествен-

значения, а остальные координатные числа

 

 

направления

постоянные (в данном случае нулевые).Эта

 

и

[001].

прямая должна

быть

осью X,

ибо на ней

4

4

 

находятся точки 000 и 100. Символ ххО

 

разные

коорди­

имеет

также только

одну

степень свободы — две

наты принимают

равные

значения, т. е. прямая

проходит через

точки 000 и ПО. Она является диагональю верхней плоскости ячейки. Символ ххх с одной степенью свободы определяет прямую, которая проходит через точки 000 и 111 и является телесной диа­

гональю ячейки. Упомянутые выше символы j-^ -z и j у харак­

теризуются одной степенью свободы. Символы с тремя численными

27