Uniwersytet Śląski - Instytut Chemii –Zakład Krystalografii
ul. Bankowa 14, pok. 133, 40-006 Katowice tel. 0323591503,
e-mail:
izajen@wp.pl
, opracowanie: dr Izabela Jendrzejewska
Laboratorium z Krystalografii
Korzystanie z Międzynarodowych Tablic
Krystalograficznych.
1 godz.
Cel ćwiczenia: analiza informacji zawartych w Międzynarodowych Tablicach
Krystalograficznych,
nabycie
umiejętności
odczytywania
podstawowych
danych
charakterystycznych dla danej grupy przestrzennej.
Wstęp teoretyczny.
Dokładna charakterystyka poszczególnych grup przestrzennych jest podana w I tomie
Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych (International Tables for Crystallography).
Zespół elementów symetrii charakterystyczny dla kaŜdej grupy przestrzennej moŜna
przedstawić za pomocą właściwej dla danej grupy komórki elementarnej sieci przestrzennej z
rozmieszczonymi w niej elementami symetrii. W tablicach komórka jest wykreślana w rzucie
na płaszczyznę (001). Osie krystalograficzne X i Y leŜą więc w płaszczyźnie rzutu, przy czym
oś X jest skierowana w dół rysunku, a oś Y od lewej strony do prawej. Wartość kąta
γ
zawartego między tymi osiami zaleŜy od układu krystalograficznego.
W tablicach podaje się dla kaŜdej grupy przestrzennej zespół pozycji ogólnych i szczególnych
punktów równowaŜnych. Do charakterystyki tej naleŜy liczebność pozycji w zespole,
oznaczenie literowe Wyckoffa charakteryzujące pozycje punktu początkowego, połoŜenie
punktu w stosunku do elementów symetrii (symetria własna punktu) oraz współrzędne
punktów symetrycznie równowaŜnych w komórce elementarnej.
Analiza układu tablic krystalograficznych dla grupy: P nma
1. Symbol grupy przestrzennej: P nma
P – sieć prosta
n – płaszczyzna diagonalna prostopadła do osi X
m – płaszczyzna zwykła prostopadła do osi Y
a – płaszczyzna z poślizgiem równoległym do osi X, prostopadła do osi Z
2. Symbol grupy punktowej (Schoenfliesa):
D
2h
– symbol grupy punktowej (rodzina osi dwukrotnych, prostopadłych do siebie w 3
kierunkach, do kaŜdej z tych osi jest prostopadła płaszczyzna).
16 – numer grupy punktowej
3. Symbol grupy punktowej (międzynarodowy):
mmm – trzy płaszczyzny, prostopadłe do osi X, Y i Z
m – płaszczyzna zwykła
4. Układ krystalograficzny:
orthorombic – układ rombowy
5. Numer grupy przestrzennej:
No. 62
6. Symbol generatora grupy: P 2
1
/n 2
1
/m 2
1
/a
P – sieć prymitywna (prosta).
2
1
/n – dwukrotna oś śrubowa z wektorem translacji wzdłuŜ [100] o wektor 1/2a
0
i prostopadła
do niej płaszczyzna diagonalna.
2
1
/m – dwukrotna oś śrubowa z wektorem translacji wzdłuŜ [010] o wektor 1/2b
0
i
prostopadła do niej płaszczyzna symetrii zwykła.
2
1
/a – dwukrotna oś śrubowa z wektorem translacji wzdłuŜ [001] o wektor 1/2c
0
i prostopadła
do niej płaszczyzna z poślizgiem równoległym do osi X.
7. Symetria Pattersona (Patterson symmetry): P mmm
Jest to symetria tylko grupy punktowej, bez niesieciowych translacji.
8. Assymetric unit – najmniejszy moŜliwy obszar przestrzeni z którego moŜna odtworzyć całą
przestrzeń przez zastosowanie wszystkich operacji symetrii naleŜących do grupy
przestrzennej.
9. Generator grupy (Generators selected).
10. Pozycje (Positions): liczebność, oznaczenie Wyckoffa, połoŜenie punktu (Multiplicity,
Wyckoff letters, site symmetry).
Początkowy numer (16) podaje krotność połoŜenia danego punktu, po zadziałaniu na niego
wszystkich elementów symetrii. Natomiast kolejnymi literami alfabetu oznaczane są
połoŜenia od najbardziej szczególnego (4a) do najbardziej ogólnego (16h).
PłoŜenie ogólne – jawne transformacje punktu x, y, z pod działaniem przekształceń
oznaczonych odpowiednim numerem.
PołoŜenie szczególne – więcej niŜ jeden element symetrii daje ten sam obraz.
11. Reflection conditions – warunki, jakie muszą spełniać wskaźniki hkl refleksów obecnych
na dyfraktogramie, pochodzących od danego zbioru połoŜeń Wyckoffa.
12. Symmetry of special projection – zrzutowanie na płaszczyznę grup dwuwymiarowych,
podany jest kierunek rzutowania wzdłuŜ np. osi Z (001): a = a
′
, b = b
′
. Ma to zastosowanie
przy analizie kryształów 3-wymiarowych.
Sprzęt: Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne.
Wykonanie ćwiczenia:
Korzystając z Międzynarodowych Tablic Krystalograficznych podać dla podanych poniŜej
grup przestrzennych następujące dane
-
nazwę układu;
-
symbol międzynarodowy klasy krystalograficznej;
-
pełny i skrócony symbol międzynarodowy grupy przestrzennej;
-
symbol Schoenfliesa;
-
liczebność pozycji ogólnej i współrzędne punktów symetrycznie równowaŜnych;
-
liczebność pozycji szczególnej dla punktu o danej symetrii własnej;
-
symbol Wyckoffa dla pozycji punku początkowego i pozycji ogólnej;
-
symetrię własną punktu dla danej pozycji szczególnej.
Wybrane grupy przestrzenne:
P2, P222, P4, P4
1
, P4
2
, P4
3
, P
m
2
4
, P
m
4
, P6, P6
1
, P6
2
, P6
3
, P6
4
, P6
5
, P
m
6
, Pm3m, Im3m,
Fm3m.