ラチスとユニットセルの違い

格子とは、ユニットセルと呼ばれる小さな単位を多数並べた規則正しい構造体のことです。単位セルは、格子の最小の代表単位であり、格子構造で繰り返し現れるすべての構成要素を含んでいる。格子と単位セルの大きな違いは、格子が金属などの結晶性固体中の原子、イオン、分子の規則的な繰り返しの三次元配列であるのに対し、単位セルは格子の繰り返しパターンに似た球体（原子、分子、イオン）の単純な配列であることだ...。

主な違い - 結晶性 vs. 細胞性

格子とは、ユニットセルと呼ばれる小さな単位を多数並べた規則正しい構造体のことです。単位セルは、格子の最小の代表単位であり、格子構造の中で繰り返し現れるすべての構成要素を含んでいる。格子と単位セルの大きな違いは、格子が金属などの結晶性固体中の原子、イオン、分子の規則的な繰り返しの3次元配列であるのに対し、単位セルは格子の繰り返しパターンに似た球体（原子、分子、イオン）の単純な配列であることである。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. 格子とは 3. 単位胞とは 4. 格子と単位胞の関係 5. 横並び比較 - 格子と単位胞の表形式 6. 総まとめ

格子は何ですか？

格子とは、金属などの結晶性固体における原子、イオン、分子の規則的な繰り返しの3次元配列のことです。格子の単位セルは格子の繰り返し配列を表し、単位セルは格子のすべての化学成分を含む最小の単位である。

格子は、原子間の共有結合、イオン間のイオン結合、分子間の分子間力によって形成される。共有結合のネットワーク格子の例として、ダイヤモンドがある。そこでは、炭素原子同士が共有結合で結ばれ、複雑なネットワーク構造を形成している。イオン格子の典型例として、塩化ナトリウムの格子がある。そこでは、ナトリウムイオンと塩化物イオンが複雑なネットワーク状に配置され、イオン格子を形成している。水の分子は、格子状の氷を形成することもできます。そこでは、水分子同士の水素結合によって、ダイヤモンドのような構造を持つ格子を形成することができる。また、ほとんどの金属は格子状に配列されています。

ほとんど全ての格子には格子欠陥がある。欠陥とは、格子系における不規則性のことである。格子欠陥には、大きく分けてフレンケル欠陥とショットキー欠陥の2種類があります。フレンケル欠陥は、格子中の原子やイオンが元の位置から離れ、同じ格子中の別の位置を占めることである。ショットキー欠陥は、反対の電荷を持つイオンが元の位置から離れることで発生する。

格子熱力学を考えるとき、格子エネルギーは化合物の格子に含まれるエネルギーの指標であり、構成イオンが無限大から集まったときに放出されるエネルギーと等しい**。

図01：格子とは、原子、分子、イオンが規則正しく並んだもの

ラティスは14種類あります。これらの形態は、単位胞内の原子、分子、イオンの配置によって分類される。下表にラティスの種類とカテゴリーを示します。

単位胞は何ですか？

ユニットセルとは、球体（原子、分子、イオン）の単純な配列のことで、格子の繰り返しパターンに似ている。ユニットセルは箱型の構造であると考えられている。この箱の中には、格子の化学成分がすべて入っています。ユニットセルとは、格子定数で記述される3次元構造のことである。格子定数は、ユニットセルの側面と角の間の長さである。

単位セルの辺の長さを記号 a, b, c で示す。
単位セルの角度を記号α(α)、β(β)、γ(γ)で表します。

図02: ラティス・パラメータ

ユニットセルは、セルのエッジ間の角度と長さによって、さまざまな形状になります。ラティスの不可欠な部分です。キュービックセルは7種類あります。下表は、これらのユニットセル形状の名称と寸法を示したものである。

格子と単位格子の関係は何ですか？

単位セルは格子の最小の代表単位であり、格子構造全体に繰り返し現れるすべての構成要素とその配置を与える。