[화학]결정의 구조

3. 실험목표 : 결정의 구조를 나타내는 모형을 통해서 고체의 구조를 이해한다.

4. 실험이론

· 단위세포(단위셀) unit cell

결정을 이루는 구조는 3차원적 구조의 공간적 배열을 이룬다. 결정구조에서 결정질 구조왿� 비정질 구조를 구분하는 원자 배열의 규칙성을 설명하기 위하여 ‘단위셀’이라는 정의가 필요하다. 단위셀이란 원자배열의 규칙성을 나타낼 수 있는 최소단위를 말한다. 단위셀을 특성 짓는 방법에는 두 가지가 있는데, 그 두 가지 기준은 단위셀을 이루는 두 면이 만나서 이루는 각도왿� 3개의 변의 길이로서 구분한다.

· 결정과 공간격자 crystal, space lattice

천연으로 산출되는 광물 중 외형이 완전히 결정면으로 둘러싸여 있는 다면체를 말한다. 결정은 그 결정을 이루고 있는 원자나 이온들이 내부적으로 규칙적은 배열을 하고 있다는 증거이다. 결정을 이루고 있는 원자, 분자 등의 배열을 격자라 한다. 순수한 고체는 결정을 이루고 있으며, 그 결정 내부에서 몇 개의 구성단위가 일정한 규격에 따라 공간 내에 반복하여 배열되어 있는데, 이러한 배열을 공간격자 또는 결정격자라 한다.

· 결정계 crystal system

결정형 고체는 구성 원소들의 독특한 배열로 만들어지는 명백한 기하학적 구조를 가지고 있다. 결정은 단위셀이 3차원으로 반복되어 만들어지는 격자로 이루어진다. 3개의 각도왿� 3개의 변의 길이고서(결정구조의 대칭성과 외부형태는 단위셀의 결정체에 의해서 결정) 단위셀의 모양을 결정한 결정구조를 ‘결정계’라 하고, 7가지의 결정체가 존재한다. (7가지의 결정계는 단위셀규격에 대한 분류이다.) 7가지의 다른 가능한 a, b, c왿� , , 의 조합을 갖는 결정으로 구분될 수 있으며, 이것을 ‘격자상수’라고 한다. 그리고 각각은 다른 결정계를 나타낸다.
단위셀을 특성 짓는 다른 한 가지는 격자점들이 반복적으로 배열할 수 있는 결정격자고 14가지로 구분한다. 이들은 세포의 꼭짓점에만 원소가 위치하는 ‘원시격자’, 단위셀의 중심에 원소가 위치하는 ‘체심격자’, 그리고 단위셀 옆면의 중심에 원소가 위치하는 ‘면심격자’로 구분할 수 있다.- 입방정계 : 체심입방정, 면심입방정