Page 36 - ชีววิทยาและเคมีสำหรับครู

P. 36

9-26

เรื่อง 9.4.1 หน่วยข องเซลล์และร ะบบผลึก

สาระสังเขป

การศึกษาโครงสร้างของผลึกนั้น จะอาศัยข้อมูลที่ได้จากการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ (X-ray
diffraction) ผ่านข ั้นตอนการแปรผ ลข ้อมูลต ่างๆ จนอ อกมาเป็นแ ผนผังก ารจัดเรียงต ัวข องอ นุภาคในผลึก
ซึ่งเรานิยมแทนตำ�แหน่งของอนุภาคในผลึกด้วยจุด เรียกว่า จุดแลตทิซ (lattice point) ก่อเกิดเป็นรูป
โครงผ ลึกแลตทิซ (crystal lattice หรือ space lattice) หรือเรียกสั้นๆ ว่า แลตทิซ (lattice)

หน่วยเซลล์ (unit cell) คือ หน่วยเล็กท ี่สุดข องโครงผลึกแ ลตทิซ ที่แสดงล ักษณะก ารจัดเรียงตัว
ของอนุภาคใน 3 มิติได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งเมื่อนำ�ห น่วยเซลล์มารวมกันทั้งสามมิติ จะได้เป็นรูปผลึกทั้งก้อน
นั่นเอง แบบจ ำ�ลองโครงสร้างผลึกที่ง ่ายที่สุดในการพ ิจารณาคือ แบบลูกบาศก์ (cubic) หน่วยเซลล์ของผ ลึก
รูปล ูกบาศก์สามารถแ บ่งได้เป็นหลายป ระเภท เช่น ลูกบาศก์ธรรมดา (simple cubic หรือ sc) ลูกบาศก์แบบ
มีศูนย์กลางภายในหน่วย (body-centered cubic หรือ bcc) และล ูกบาศก์แบบมีศูนย์กลางพื้นผิวหน้า
(face-centered cubic หรือ fcc)

ในโครงร ่างผ ลึก อนุภาคทรงกลมแต่ละต ัวจ ะมีท รงกลม อื่นๆ ล้อมร อบและแ ตะก ันอยู่ เราจ ะเรียก
จำ�นวนทรงก ลมพวกน ี้ว ่า เลขโคออรด์ ิเนชนั (coordination number) ดังน ั้นโครงสร้างแบบลูกบาศก์ สำ�หรับ
หน่วยเซลล์ล ักษณะ sc นั้นจะมี 6 ทรงก ลมล้อมรอบท รงกลมห นึ่งอยู่เสมอ ดังน ั้น โครงสร้างแ บบน ี้จะม ีเลข
โคอ อร์ดิเนชันเป็น 6 และเมื่อพ ิจารณาห น่วยเซลล์ล ูกบาศก์แบบ อื่นๆ ในท ำ�นองเดียวกัน จะพ บว ่า หน่วยเซลล์
แบบ bcc และ fcc จะมีเลขโคออร์ดิเนช ันเป็น 8 และ 12 ตามลำ�ดับ

(โปรดอ า่ นเนอ้ื หาส าระโดยละเอียดในป ระมวลสาระชุดว ชิ าหน่วยท ี่ 9 ตอนท ี่ 9.4 เรือ่ งท ี่ 9.4.1)

กิจกรรม 9.4.1
1. จงระบุจำ�นวนอ ะตอมในห นึ่งหน่วยเซลล์ของหน่วยเซลล์แบบลูกบาศก์ต ่างๆ
2. จงว าดรูปและแสดงว ิธีก ารค ำ�นวณห าความย าวด้านข องหน่วยเซลล์แบบ bcc

บนั ทกึ คำ�ตอบกิจกรรม 9.4.1

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41