| Tento článek má několik problémů. Prosím pomozte vylepši to nebo diskutovat o těchto otázkách na internetu diskusní stránka. (Zjistěte, jak a kdy tyto zprávy ze šablony odebrat) | tento článek vyžaduje pozornost odborníka na chemii. Specifický problém je: Editor zpochybnil přesnost transformační matice zobrazené v části „Převod na kartézské souřadnice“ (viz diskusní stránka článku). Chemie WikiProject může pomoci s náborem odborníka. (Červen 2012) |
(Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
v krystalografie, a zlomkový souřadný systém je souřadnicový systém ve kterém okraje jednotková buňka se používají jako základní vektory popsat polohy atomových jader. Jednotkovou buňkou je a rovnoběžnostěn definované délkami jeho okrajů
a úhly mezi nimi
.
Obecný případ
Zvažte systém periodické struktury v prostoru a použití
,
, a
jako tři nezávislé periodické vektory, tvořící pravostrannou triádu, které jsou také okrajovými vektory buňky systému. Pak jakýkoli vektor
v kartézských souřadnicích lze zapsat jako lineární kombinaci periodických vektorů

Naším úkolem je vypočítat skalární koeficienty známé jako zlomkové souřadnice
,
, a
, za předpokladu
,
,
, a
jsou známy.
Za tímto účelem vypočítáme následující vektor povrchu buňky

pak

a objem buňky je

Pokud uděláme vektorový vnitřní (tečkovaný) produkt následovně

pak dostaneme

Podobně,


dorazíme na

a



Pokud jich je mnoho
s být převedeny s ohledem na stejné periodické vektory, abychom se zrychlili, můžeme mít

kde

V krystalografii
v krystalografie, délky (
,
,
) a úhly (
,
,
) mezi hranovými (tečkami) vektory (
,
,
) z rovnoběžnostěn jednotková buňka jsou známy. Pro jednoduchost je zvolen tak, aby hranový vektor
v pozitivním
-osový směr, hranový vektor
v
letadlo s kladným
-osová složka, hranový vektor
s pozitivním
složka osy v kartézském systému, jak je znázorněno na obrázku níže.
Definice jednotkové buňky pomocí rovnoběžnostěnu s délkami

,

,

a úhly mezi stranami dané

,

, a
[1]Potom lze okrajové vektory zapsat jako

kde všichni
,
,
,
,
jsou pozitivní. Dále vyjádříme všechny
komponenty se známými proměnnými. To lze provést pomocí

Pak
![{displaystyle {egin {aligned} c_ {x} & = ccos (eta), c_ {y} & = c {frac {cos (alpha) -cos (gamma) cos (eta)} {sin (gamma)}} , c_ {z} ^ {2} & = c ^ {2} -c_ {x} ^ {2} -c_ {y} ^ {2} = c ^ {2} vlevo {1-cos ^ {2} (eta) - {frac {[cos (alfa) -cos (gamma) cos (eta)] ^ {2}} {sin ^ {2} (gama)}} hned}. end {zarovnáno}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/68f4b2b245ad322aa239174a1c015a928cde0a45)
Poslední pokračuje
![{displaystyle {egin {aligned} c_ {z} ^ {2} & = c ^ {2} {frac {sin ^ {2} (gamma) -sin ^ {2} (gamma) cos ^ {2} (eta) - [cos (alfa) -cos (gama) cos (eta)] ^ {2}} {sin ^ {2} (gama)}} & = {frac {c ^ {2}} {sin ^ {2} (gama)}} vlevo {sin ^ {2} (gama) -sin ^ {2} (gama) cos ^ {2} (eta) - [cos (alfa) -cos (gama) cos (eta)] ^ { 2} hned} konec {zarovnáno}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/935e638c35a037b78b7b2bd379351fb7cbaf8691)
kde
![{displaystyle {egin {aligned} & sin ^ {2} (gamma) -sin ^ {2} (gamma) cos ^ {2} (eta) - [cos (alfa) -cos (gamma) cos (eta)] ^ { 2} & = sin ^ {2} (gama) -sin ^ {2} (gama) cos ^ {2} (eta) -cos ^ {2} (alfa) -cos ^ {2} (gama) cos ^ {2} (eta) + 2cos (alfa) cos (gama) cos (eta) & = sin ^ {2} (gama) -cos ^ {2} (alfa) -sin ^ {2} (gama) cos ^ {2} (eta) -cos ^ {2} (gama) cos ^ {2} (eta) + 2cos (alfa) cos (eta) cos (gama) & = sin ^ {2} (gama) -cos ^ {2} (alfa) - [sin ^ {2} (gama) + cos ^ {2} (gama)] cos ^ {2} (eta) + 2cos (alfa) cos (eta) cos (gama) & = sin ^ {2} (gama) -cos ^ {2} (alfa) -cos ^ {2} (eta) + 2cos (alfa) cos (eta) cos (gama) & = 1-cos ^ {2} ( alfa) -cos ^ {2} (eta) -cos ^ {2} (gama) + 2cos (alfa) cos (eta) cos (gama). end {zarovnáno}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/84639c5dd72fa894c1b432deb4a37048ec16689c)
Vzpomínka
,
, a
být pozitivní, jeden dostane

Protože absolutní hodnota spodní plochy buňky je

objem rovnoběžnostěnné buňky lze také vyjádřit jako
.[2]
Jakmile je objem vypočítán výše, jeden má

Nyní shrňme výraz okrajových (tečkových) vektorů

Převod z kartézských souřadnic
Nejprve vypočítáme následující povrchový vektor buňky

kde
![{displaystyle {egin {aligned} mathbf {sigma} _ {mathbf {a}, x} & = {b} _ {y} {c} _ {z} - {b} _ {z} {c} _ {y } = bsin (gama) {frac {Omega} {absin (gama)}} = {frac {Omega} {a}}, mathbf {sigma} _ {mathbf {a}, y} & = {b} _ { z} {c} _ {x} - {b} _ {x} {c} _ {z} = - bcos (gamma) {frac {Omega} {absin (gamma)}} = - {frac {Omega cos ( gamma)} {asin (gamma)}}, mathbf {sigma} _ {mathbf {a}, z} & = {b} _ {x} {c} _ {y} - {b} _ {y} { c} _ {x} = bcos (gama) c {frac {cos (alfa) -cos (eta) cos (gama)} {sin (gama)}} - bsin (gama) ccos (eta) & = bcleft { cos (gama) {frac {cos (alfa) -cos (eta) cos (gama)} {sin (gama)}} - sin (gama) cos (eta) ight} & = {frac {bc} {sin ( gamma)}} left {cos (gamma) [cos (alpha) -cos (eta) cos (gamma)] - sin ^ {2} (gamma) cos (eta) ight} & = {frac {bc} {sin (gama)}} vlevo {cos (gama) cos (alfa) -cos (eta) cos ^ {2} (gama) -sin ^ {2} (gama) cos (eta) ight} & = {frac {bc } {sin (gama)}} vlevo {cos (alfa) cos (gama) -cos (eta) ight}. end {zarovnáno}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/eadbb81a1bf8feb74e2a08963ebe9b631ef39bcf)
Další povrchový vektor buňky

kde

Poslední povrchový vektor buňky

kde

Shrnout

Jako výsledek[3]