GRUPY SYMETRII Symetria kryształu

Podobne dokumenty
Układ regularny. Układ regularny. Możliwe elementy symetrii: Możliwe elementy symetrii: 3 osie 3- krotne. m płaszczyzny przekątne.

Elementy symetrii makroskopowej w ujęciu macierzowym.

Strukturalne elementy symetrii. Krystalograficzne grupy przestrzenne.

Strukturalne elementy symetrii. Krystalograficzne grupy przestrzenne.

Wykład 5 Otwarte i wtórne operacje symetrii

Rozdział 9. Baza Jordana

Grupy przestrzenne i ich symbolika

Przestrzeń liniowa R n.

Krystalochemia białek 2016/2017

Mechanika Robotów. Wojciech Lisowski. 2 Opis położenia i orientacji efektora Model geometryczny zadanie proste

Wykład 5. Komórka elementarna. Sieci Bravais go

Geometria analityczna w przestrzeni. Kierunek. Długość. Zwrot

Postać Jordana macierzy

Rozwiazania zadań. Zadanie 1A. Zadanie 1B. Zadanie 2A

Opracowanie: mgr inż. Antoni Konitz, dr hab inż. Jarosław Chojnacki Politechnika Gdańska, Gdańsk 2007, 2016

I. Rachunek wektorowy i jego zastosowanie w fizyce.

J. Szantyr - Wykład 4 Napór hydrostatyczny Napór hydrostatyczny na ściany płaskie

Ruch kulisty bryły. Kąty Eulera. Precesja regularna

Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne (International Tables for Crystallography)

EPR. W -1/2 =-1/2 gµ B B

= a (a c-c )x(3) 1/2. Grafit i nanorurki węglowe Grafen sieć rombowa (heksagonalna) z bazą dwuatomową

ZŁOŻONE RUCHY OSI OBROTOWYCH STEROWANYCH NUMERYCZNIE

1. Krótki zarys teorii grup 1

KONWENCJA ZNAKOWANIA MOMENTÓW I WZÓR NA NAPRĘŻENIA

Elementy symetrii makroskopowej.

3. Operacje symetrii, macierze operacji symetrii. Grupy punktowe. Przypisywanie grupy punktowej dla zadanych obiektów

1. REDUKCJA DOWOLNYCH UKŁADÓW SIŁ. Redukcja płaskiego układu sił

Sposób opisu symetrii figur lub brył skończonych

S 2, C 2h,D 2h,D 3d,D 4h, D 6h, O h

Środek ciężkości bryły jednorodnej

Zestaw zadań 15: Funkcjonały dwuliniowe i formy kwadratowe (1) Sprawdzić, czy następujące odwzorowania ξ : R 3 R 3 R: x y. x y z. f(x)g(x)dx.

1. Elementy (abstrakcyjnej) teorii grup

Sieć przestrzenna. c r. b r. a r. komórka elementarna. r r

POTENCJALNE POLE SIŁ. ,F z 2 V. x = x y, F y. , F x z F z. y F y

STRUKTURA CIAŁA STAŁEGO

Algebra z geometrią 2012/2013

Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne (International Tables for Crystallography)

ALGEBRA rok akademicki

Elementy teorii powierzchni metali

P K. Położenie punktu na powierzchni kuli określamy w tym układzie poprzez podanie dwóch kątów (, ).

Krystalografia. Dyfrakcja na monokryształach. Analiza dyfraktogramów

Konwersatorium z chemii ciała stałego Specjalność: chemia budowlana ZESTAW 3. Symetria makro- i mikroskopowa

ELEMENTY I OPERACJE SYMETRII Symbol Element symetrii Operacja symetrii

Pochodna kierunkowa i gradient Równania parametryczne prostej przechodzącej przez punkt i skierowanej wzdłuż jednostkowego wektora mają postać:

ROZDZIAŁ I. Symetria budowy kryształów

Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 1 Wydział

Symetria w fizyce materii

Animowana grafika 3D. Opracowanie: J. Kęsik.

Wykład 1 Podstawy projektowania układów logicznych i komputerów Synteza i optymalizacja układów cyfrowych Układy logiczne

BUDOWA KRYSTALICZNA CIAŁ STAŁYCH. Stopień uporządkowania struktury wewnętrznej ciał stałych decyduje o ich podziale

MATERIA. = m i liczby całkowite. ciała stałe. - kryształy - ciała bezpostaciowe (amorficzne) - ciecze KRYSZTAŁY. Periodyczność

INSTYTUT FIZYKI WYDZIAŁ INŻYNIERII PROCESOWEJ, MATERIAŁOWEJ I FIZYKI STOSOWANEJ POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA ĆWICZENIE NR MR-2

Adam Bodnar: Wytrzymałość Materiałów. Ukośne zginanie 13. UKOŚNE ZGINANIE

Ruch kulisty bryły. Kinematyka

Zadania z AlgebryIIr

Graficzne modelowanie scen 3D. Wykład 4

Wykład 1. Symetria Budowy Kryształów

Położenia, kierunki, płaszczyzny

J. Szantyr - Wykład 7 Ruch ogólny elementu płynu

napór cieczy - wypadkowy ( hydrostatyczny )

Elementy symetrii. obiekt geometryczny taki jak linia, płaszczyzna lub punkt, względem którego dokonuje się operacji symetrii.

Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne (International Tables for Crystallography)

STRUKTURA KRYSTALICZNA

1. Podstawy matematyczne programowania grafiki 3D

Elementy teorii powierzchni metali

Wstęp. Krystalografia geometryczna

Natęż. ężenie refleksu dyfrakcyjnego

Funkcje wielu zmiennych

Zastosowanie teorii grup. Grupy symetrii w fizyce i chemii.

STRUKTURA MATERIAŁÓW

C h można przedstawić w bazie wektorów bazowych grafenu (*) (**) Nanorurki węglowe (jednościenne)

BUDOWA ATOMU cd. MECHANIKA KWANTOWA

Aby opisać strukturę krystaliczną, konieczne jest określenie jej części składowych: sieci przestrzennej oraz bazy atomowej.

Zestaw zadań 12: Przekształcenia liniowe. Macierze przekształceń liniowych. z z + 2 2x + y. x y z. x y + 2t 2x + 3y + 5z t x + z t

BADANIE CYFROWYCH UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH TTL strona 1/7

Rozwiązanie: Zadanie 2

Powierzchnie stopnia drugiego

Krystalografia i krystalochemia Wykład 15 Repetytorium

WYKŁAD 5 Zastosowanie teorii grup w analizie widm oscylacyjnych

Adam Bodnar: Wytrzymałość Materiałów. Proste zginanie

Laboratorium grafiki komputerowej i animacji. Ćwiczenie IV - Biblioteka OpenGL - transformacje przestrzenne obiektów

Adam Bodnar: Wytrzymałość Materiałów. Hipotezy wytężeniowe.

LABORATORIUM MECHANIKI EKSPERYMENTALNEJ. Instrukcja do ćwiczenia

PRZESTRZEŃ WEKTOROWA (LINIOWA)

I. POLARYZATORY Dichroizm Polaryzator w postaci rastra z drutu

DryLin T System prowadnic liniowych

Chemiateoretyczna. Monika Musiał. Elementy teorii grup

Zginanie ukośne LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW. Katedra Wytrzymałości Materiałów i Metod Komputerowych Mechaniki

Funkcje wielu zmiennych

,..., u x n. , 2 u x 2 1

cz.2 Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.321

Grupa obrotów. - grupa symetrii kuli, R - wszystkie możliwe obroty o dowolne kąty wokół osi przechodzących przez środek kuli

Wydawnictwo Wyższej Szkoły Komunikacji i Zarządzania w Poznaniu

Przykład 3.7. Naprężenia styczne przy zginaniu belki cienkościennej.

Wykład II Sieć krystaliczna

Fizyka Ciała Stałego

PRAWA ZACHOWANIA Prawa zachowania najbardziej fundamentalne prawa:

Wyznaczanie reakcji dynamicznych oraz wyważanie ciała w ruchu obrotowym wokół stałej osi 8

Równoważne układy sił

Transkrypt:

GRUPY SYMETRII Smetria krstału Zamknięte (punktowe) operacje smetrii (minimum jeden punkt prestreni nie porusa się wskutek astosowania amkniętej operacji smetrii): Obrot i obrot inwersjne; Inwersja (smetria środkowa); Odbicie (smetria pre płascnę); Otwarte operacje smetrii (nie ma stałego punktu): Translacja; Obrót śrubow; Poślig; Grup punktowe możliwe w krstałach kombinacje makroskopowch elementów smetrii precinającch się w jednm punkcie

Punkt równoważne (smetrcnie) Ab dan krstał miał recwiście smetrię taką jak pusta komórka elementarna, atom w niej się najdujące musą bć w odpowiednich miejscach. Maciere smetrii są bardo prdatne do wnacania położeń punktów smetrcnie równoważnch. Punkt równoważne (smetrcnie) Prkład: w krstale istnieje oś 4. Jak należ umieścić w niej atom? Najpierw, należ utworć macier prekstałcenia: 4 = Niech w krstale najduje się atom w położeniu. Gdie jesce musą bć takie same atom?

3 Punkt równoważne (smetrcnie) Położenia wsstkich punktów równoważnch otrmam diałając macierą prekstałcenia na punkt i kolejne punkt równoważne tak długo, aż wrócim do punktu wjścia. = = = = Punkt równoważne (smetrcnie) - - - -

Grup punktowe: nomenklatura w sstemie międnarodowm m jest preferowane wględem ; Płascna wierciadlana prostopadła do osi smetrii /m; Jeśli istnieją dwa nieależne espoł płascn wierciadlanch, to apisuje się to jako mm; Kolejność smboli jest istotna, godnie regułami: Grup punktowe: nomenklatura w sstemie międnarodowm Układ krstalograficn Pocja w smbolu 3 trójskośn jednoskośn [] rombow [] [] [] tetragonaln i heksagonaln <> <> <> regularn <> <> <> 4

Grup punktowe: nomenklatura w sstemie międnarodowm Układ krstalograficn Pocja w smbolu 3 trójskośn lub jednoskośn IIY albo m Y albo IIY i m Y rombow tetragonaln i heksagonaln IIX albo m X główna oś smetrii IIZ albo główna oś smetrii IIZ i m Z IIY albo m Y IIX lub Y albo m X lub Y IIZ albo m Z II [] albo m [] regularn 4,4,IIX, Y lub Z, albo m X, Y lub Z 3II [] II [] albo m [] Prkład konstrukcji (i wpełnienia atomami) komórek należącch do poscególnch grup punktowch 5

Układ trójskośn Grupa punktowa : Układ trojskośn Grupa punktowa: - - - -+a, -+b, -+c Pocątek układu współrędnch i środek smetrii 6

Układ trójskośn: projekcje stereograficne: Układ jednoskośn Grupa punktowa: ( II Y), -- - - -+a,, -+c 7

Układ jednoskośn Grupa punktowa: m, - Grupa punktowa: /m, --, -, --- 4 4 3 3 Układ jednoskośn: projekcje stereograficne: m /m 8

9 Grupa punktowa: mm Układ rombow prekstałcenia smetrii: m X, m Y i IIZ = m = m = = = = = Grupa punktowa: mm, --, -, - 4 3 Układ rombow

Układ rombow Grupa punktowa:, --, --, -- 4 3

Układ rombow Grupa punktowa: mmm, -, ---, - --, -, --, --- 8 3 7 6 5 6 7 4 8 5 3 Układ rombow: projekcje stereograficne mm mmm

Układ regularn Możliwe element smetrii: 3 osie 3- krotne m płascn równoległe do ścian m płascn prekątne 4 osie 4- krotne osie - krotne Układ regularn Dużo elementów smetrii to dużo punktów równoważnch smetrcnie.

Układ regularn: projekcje stereograficne elementów smetrii Wsstkie grup punktowe Układ Grup punktowe krstalograficn Trójskośn, - Jednoskośn, m, /m Rombow, mm, mmm Tetragonaln 4, -4, 4/m, 4, 4mm, -4m, 4/mmm Trgonaln 3, -3, 3, 3m, -3 m Heksagonaln 6, -6, 6/m, 6, 6mm, -6m, 6/mmm Regularn 3, m-3, 43, -43m, m3m 3

Wsstkie grup punktowe Układ regularn roponaje się po 3-ce na drugiej pocji; Tetragonaln po 4-ce na pierwsej pocji; Trgonaln i heksagonaln odpowiednio po 3-ce i 6-ce na pierwsej pocji; Rombow i jednoskośn to -ki i m, tm że rombow ma tr smbole; Wsstkie projekcje stereograficne 4

5

Hierarchia smetrii 6

Grup prestrenne Wsstkie operacje smetrii, które prekstałcają trójwmiarow, periodcn obiekt (krstał) w samego siebie. Grupa punktowa/grupa prestrenna Grupa punktowa to wsstkie punktowe element smetrii np. komórki elementarnej; Grupa prestrenna to wsstkie element smetrii nieskońconego krstału; Inacej: Kombinacje elementów smetrii makroskopowch, strukturalnch (otwarte) i sieci translacjnch. Jesce inacej: kombinacja punktowch operacji smetrii sieciami Bravais go. 7

Grup prestrenne W ramach 7(6) układów krstalograficnch istnieje 4 sieci Bravais go. Kombinacja 3 punktowch grup smetrii 4-toma sieciami Bravais go prowadi do 73 grup prestrennch. Są to tw. grup smmorficne. Grup prestrenne Poostałe grup prestrenne (w sumie jest ich 3) powstają popre astąpienie osi smetrii osiami śrubowmi tej samej krotności ora astąpienie płascn smetrii płascnami pośligu. 8

Zasad tworenia smboli Pierwsa pocja: tp sieci Bravais go: P: prmitwna, cli niecentrowana w żaden sposób; F: ściennie centrowana; I: wewnętrnie centrowana; A, B lub C: centrowana tlko na ścianach prostopadłch do kierunku odpowiednia a, b i c. R: komórka romboedrcna 4 sieci Bravais go 9

4 sieci Bravais go Zasad tworenia smboli Dalse pocje (w ależności od układu krstalograficnego) onacają różne element smetrii tabelka.

Zasad tworenia smboli: smbole płascn pośligu Płascn pośligu, w ależności od kierunku translacji, onaca się: a osiowa - (translacja o ½ a); b osiowa - (translacja o ½ b); c osiowa - (translacja o ½ c); d diamentowa- (translacja o ¼ (a+b+c) lub ¼ (a+b) lub ¼ (a+c) lub ¼ (b+c)); n diagonalna- (translacja o ½ (a+b) lub ½ (a+c) lub ½ (b+c) lub ½ (a+b+c));

Zasad tworenia smboli: osie śrubowe Grup prestrenne: nomenklatura w sstemie międnarodowm Układ krstalograficn trójskośn jednoskośn rombow Pocja w smbolu lub lub IIY albo m (lub płascna pośligu) Y albo lub IIY i m (lub płascna pośligu) lub lub IIX albo m lub płascna pośligu) X 3 lub IIY albo m (lub płascna pośligu) Y 4 lub IIZ albo m (lub płascna pośligu) Z

Grup prestrenne: nomenklatura w sstemie międnarodowm Układ krstalograficn Pocja w smbolu 3 4 tetragonaln i heksagonaln główna oś smetrii* IIZ albo główna oś smetrii IIZ i m (lub płascna pośligu) Z IIX lub Y albo m (lub płascna pośligu) X lub Y II [] albo m (lub płascna pośligu) [] * = 3, 4, 6, lub 3, 4, 6, lub 3 p, 4 p, 6 p Grup prestrenne: nomenklatura w sstemie międnarodowm Układ krstalograficn Pocja w smbolu 3 4 regularn 4,4, lub, 4 p IIX, Y lub Z, albo m lub płascna pośligu X, Y lub Z 3II [] II [] albo m lub płascna pośligu [] 3

Grup smmorficne i niesmmorficne Jakie? Tworenie grup smmorficnch: struktura rombowa 4 tp sieci Bravais go (P, I,F, C); 3 grup punktowe (, mmm, mm) Raem: 34+ =3 (dlacego +?) P, Pmmm, Pmm I, Immm, Imm F, Fmmm, Fmm Oś do płascn centrowanej jest różna od osi II do tej płascn. C, Cmmm, Cmm, Amm 4

Tworenie grup smmorficnch: struktura regularna 3 tp sieci Bravais go (P, I,F); 5 grup punktowch (3, m3, 43, -43m, m-3m) Raem: 35=5 P3, Pm3, P43, I3, Im3, I43, F3, Fm3, F43, P 43m, Pm3m I 43m, Im 3m F 43m, Fm3m Tworenie grup niesmmorficnch Grupa smmorficna: P/m, --, -, --- 5

Tworenie grup niesmmorficnch Grupa niesmmorficna: P /m, -,+/, -, -+/,, --- Prkład 6

Prkład c Z wboru osi krstalograficnch wnika, że centrowanie komórki jest tpu A b a Prkład c Komórka należ do układu rombowego, cli jej głównm elementem smetrii jest dwukrotna oś obrotu równoległa do a. Komórka ma wcajne płascn odbicia (a nie pośligu). Raem: Amm a b 7

8 Znajdowanie położeń smetrcnie równoważnch Podobnie, jak w prpadku grup punktowch, prekstałca się dowoln punkt pre wsstkie prekstałcenia smetrii tak długo, aż wróci się do punktu wjścia. Na prkładie grup P /c Oś śrubowa równoległa do Y + = / P /c Płascna pośligu c prostopadła do + = / c

Punkt równoważne: = + / c = + / II Y -, ½+, - P /c poślig c, -, ½+ -, ½-, ½- Punkt równoważne krotność punktu o dowolnm położeniu,, wnosi 4 (, + ½, - + ½ -, - + ½ - + ½) ; ile wnosi krotność punktów scególnch? ½ ½ ½ P /c 9

Krotność punktów równoważnch w grupie nr 3 96h,, 48g...5,,.5-48f..,,.5 3e.3.,, 4d-4...375,,.5 4c..5,,.5 6b.3.5,.5,.5 6a.-3.,, Międnarodowe tablice krstalograficne układ krstalografi cn położenia punktów równoważnch współrędne punktów pełn smbol skrócon smbol położenie elementów smetrii informacje o refleksach dfrakcjnch 3