الكيمياء

مراحل تكوين وتنمية الفراغ الشبكي

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مراحل تكوين وتنمية الفراغ الشبكي الفراغ الشبكي الكيمياء

لكي نتتبع مراحل تكوين الفراغ الشبكي (Space lattice) لا بد من سرد بعض القواعد الأساسية التي توضح حركة انتقال الذرات أو الأيونات في الأبعاد الثلاثة.

ولقد وجد أن حركة انتقال الذرات أو الأيونات تعتمد أساساً على قاعدة التكرار لهذه الذرات أو الأيونات، بمعنى أن كل ذرة أو أيون تكرر نفسها عدة من المرات في مواقع جديدة من خلال استمرارية انتقال هذه الذرات أو الأيونات في الأبعاد الثلاثة، مما يؤدي إلى تكوين وحدات متشابهة تعرف بمجموعات الوحدات المتشابهة (Groups of units).

ولسهولة توضيح كيفية انتقال الذرات أو الأيونات في الرسومات الموضحة للفراغ الشبكي، يمكننا الاستعاضة عن الذرة أو الأيون بنقطة يرمز لها بالحرف P.

 

وفيما يلي القواعد الأساسية التي توضح المراحل المختلفة لتكوين الفراغ الشبكي 1966، Evants):

1- يمكننا أولاً تصور كيفية انتقال النقاط (الذرات أو الأيونات) في النظام ذي الاتجاه الواحد، حيث أن النقطة الثانية P في البعد الموضح في الشكل تتكون نتيجة حركة النقطة الأولى P إلى وضع جديد.

وباتباع نفس القاعدة تنتج النقطة الثالثة P من تحرك النقطة الثانية P وتتكون النقطة الرابعة P من تحرك النقطة الثالثة P، وهكذا تستمر حركة انتقال النقاط في اتجاه واحد، ويمكن اتباع نفس القاعدة لحركة انتقال النقاط في بعدين بدلاً من بعد واحد، وكذلك في ثلاثة ابعاد.

وبالتالي يمكن تصور حركة انتقال النقاط في الشكل الفراغي ذي الثلاثة الاتجاهات وقد أدت   حركة انتقال النقاط في الأبعاد الثلاثة إلى تكوين 14 نوعاً من الوحدات البنائية الفراغية اعتماداً على قاعدة النقل الذاتي.

 

2- إن حركة النقاط ليست قاصرة فقط على انتقالها في خطوط مستقيمة ما يحدث في الأبعاد الثلاثة، وإنما يأخذ في الاعتبار ايضاً أنه أثناء تكوين الشبكة الفراغية قد تتكرر النقطة من خلال دورها دورياً حول محور مركزي (شكل 6).

بحيث يحدث التكرار أثناء الدوران كل 180 درجة يتم  تكرار النقطة مرتين فقط خلال الدورة الكاملة أو كل 120 درجة أي يتم تكرار النقطة 3 مرات خلال الدورة الكاملة أو كل 90 درجة.

وفي هذه الحالة يتم تكرار النقطة 4 مرات خلال الدورة الكاملة أو كل 60 درجة، مما يؤدي إلى تكرار النقطة 6 مرات خلال الدورة الكاملة (360°)

ومن الجدير بالذكر أن هذا النوع من المحاور الدورانية يعرف بمحاور التماثل البسيطة (Axis of symmetry).

 

3- هناك نوع آخر من التكرار قد يحدث في الشبكة الفراغية نتيجة انعكاس النقاط حول مستوى انعكاس Reflec-tion plane بمعنى أن كل نقطتين متجاورتين يحدث لهما نوع من الترتيب بحيث يكون كل منهما صورة مرآة للآخر (شكل 7) ويعرف هذا النوع بالمستوى الانعكاسي البسيط وهو الذي يؤدي إلى ظهور مستويات التماثل.

إذا حدث دوران للنقاط حول محور كل 180 درجة على سبيل المثال، هذا بالإضافة الى نقل النقاط أيضاً في اتجاهمواز لمحور الدوران فإن نظاماً من النوع من المحاور بالمحور الحلزوني Screw axis وهو بالطبع يختلف عن المحور الدوراني البسيط  (شكل 9) .

 

 

4- إذا حدث انعكاس للنقاط حول مستوى انعكاسي بالإضافة إلى نقل النقاط أيضاً في اتجاه مواز للمستوى الانعكاسي.

فإنه سوف يتكون ما يعرف بمستوى الانعكاس الانزلاقي Glide reflection plane (شكل 10)، والذي بدوره يختلف عن المستوى الانعكاسي البسيط (شكل 11).

 

لقد اتضح أن طريق حركة انتقال الذرات أو الأيونات في الفراغ الشبكي، والتي طرحت في القواعد الخمسة السابقة الذكر تتحكم أساساً في عدد وأنواع عناصر التماثل لأي بلورة تتكون من الطبيعة، ومن الجدير بالذكر أنه يقصد بالتماثل التكرار.

وعند دراسة بلورة ما نجد أن الأوجه البلورية بها مرتبة بنظام هندسي خاص، وتنسيق مميزّ يعرف بالتماثل، وهناك أربعة عناصر أساسية للتماثل ممثلة بمحور التماثل، ومستوى التماثل، ومركز التماثل، ومحور التماثل الانقلابي.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
Loading cart ⌛️ ...
إغلاق