Кристаллические решетки, подготовка к ЕГЭ по химии

Кристаллической решеткой называют пространственное расположение атомов или ионов в кристалле. Точки
кристаллической решетки, в которых расположены атомы или ионы, называют узлами кристаллической решетки.

Кристаллические решетки подразделяют на молекулярные, атомные, ионные и металлические.

Очень важно не перепутать вид химической связи и кристаллической решетки. Помните, что кристаллические решетки отражают
пространственное расположение атомов.

Молекулярная кристаллическая решетка

В узлах молекулярной решетки расположены молекулы. При обычных условиях молекулярную решетку имеют большинство газов и жидкостей.
Связи чаще всего ковалентные полярные или неполярные.

Классическим примером вещества с молекулярной решеткой является вода, так что ассоциируйте свойства этих веществ с водой. Вещества с
молекулярной решеткой непрочные, имеют небольшую твердость, летучие, легкоплавкие, способны к возгонке, для них характерны небольшие
температуры кипения.

Примеры: NH₃, H₂O, Cl₂, CO₂, N₂, Br₂, H₂, I₂.
Особо хочется отметить белый фосфор, ромбическую, пластическую и моноклинную серу, фуллерен. Эти аллотропные модификации мы
подробно изучили в статье, посвященной классификации веществ.

Ионная кристаллическая решетка

В узлах ионной решетки находятся атомы, связанные ионной связью. Этот тип решетки характерен для веществ, обладающих ионной связь: соли,
оксиды и гидроксиды металлов.

Ассоциируйте этот ряд веществ с поваренной солью — NaCl. Веществе с ионной решеткой имеют высокие температуры плавления и кипения, легко
растворимы в воде, хрупкие, твердые, их растворы и расплавы проводят электрический ток.

Примеры: NaCl, MgCl₂, NH₄Br, KNO₃, Li₂O, Na₃PO₄.

Металлическая кристаллическая решетка

В узлах металлической решетки находятся атомы металла. Этот тип решетки характерен для веществ, образованных металлической связью.

Ассоциируйте свойства этих веществ с медью. Они обладают характерным металлическим блеском, ковкие и пластичные, хорошо проводят
электрический ток и тепло, имеют высокие температуры плавления и кипения.

Примеры: Cu, Fe, Zn, Al, Cr, Mn.

Атомная кристаллическая решетка

В узлах атомной решетки находятся атомы, связанные ковалентной полярной или неполярной связью.

Ассоциируйте эти вещества с песком. Они очень твердые, очень тугоплавкие (высокая температура плавления), нелетучие, прочные,
нерастворимы в воде.

Примеры: SiO₂, B, Ge, SiC, Al₂O₃. Особенно хочется выделить: алмаз и графит (C), красный и черный фосфор (P).

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Назначение и виды решеток

Вентиляционная решетка – обязательный элемент, выполняющий в системе вспомогательные, но значимые функции. Кроме оформления проема, они включают защиту от проникновения животных и птиц, воды, снега и мусора. Отсечение и регулирование струи позволяет осуществлять точный воздухообмен с распределением потоков между помещениями и обеспечением оптимального микроклимата.

Функции вентиляционных решеток

Обычно единственным видимым элементом системы является решетка, которую устанавливают на окончание воздуховода или оформляют проем вентиляционного канала в здании. Установка простого ребристого устройства способствует правильной работе оборудования. Решетка задумана как декоративный элемент для создания эстетичного вида проема. Однако, через короткое время она приобрела дополнительные функции.

Назначение вентиляционных решеток заключается в нескольких функциях:

• украшение отдушин и маскировка внутренностей воздуховода,




• защита от проникновения в систему предметов, воды и живых организмов,




• организация и направление воздушного потока,




• выполнение выброса и потока забора на определенном отрезке,




• регулирование параметров потока воздуха решетками-регуляторами или клапанами.

Последняя функция позволяет изменять размеры просвета канала и, соответственно, объем воздуха, поступающий и покидающий здание. Инерционная модель с функцией клапана не пропускает воздух обратно. Пластины переточной решетки выглядят, как расположенные параллельно друг другу уголки.

Вид элемента определяется местом размещения и целью установки системы. Простая решетка ощутимо воздействует на воздушный поток и требует основательного расчета при расчете проекта вентиляционной системы. Определенный угол наклона пластин позволяет получить струю с требуемыми параметрами и направлением в нужную сторону. Эта функция помогает предотвратить образование конденсата и льда на окнах.

Разнообразие моделей

По назначению решетки разделяют на несколько видов:

• декоративные,




• регулируемые,




• щелевые,




• фасадные,




• инерционные




• напольные,




• некоторые другие.

Решетки производятся из алюминия, стали и пластика. На проемах одного воздуховода могут использоваться элементы в разных конструктивных исполнениях для заданных действий. Существует два основных вида решеток:

1. регулируемые элементы с изменяемым углом наклона ребер для увеличения и уменьшения просвета канала,




2. стационарные модели с неподвижными ребрами, не позволяющими менять пропускную способность.

Наружные решетки с антикоррозийным покрытием обладают высокой прочностью и устанавливаются на фронтонах домов. На большой высоте, в узких и других в труднодоступных местах устанавливают образцы из стали. Алюминиевые модели не насколько прочны, как стальные, зато аккуратнее выглядят.

Множество видов вентиляционных решеток выполняют самые разные функции и соответствуют своим задачам.

Дифракционные решетки для спектрометрии | Rainbow Symphony

Дифракция — это изгиб волны, когда она проходит за угол или через отверстие. Это явление лучше всего наблюдать с помощью призменного эксперимента или двухщелевого эксперимента Юнга. В эксперименте с призмой белый свет проходит через призму и просматривается на белом экране, когда он выходит из призмы.

На белом экране вы увидите набор цветов, поскольку каждая длина волны в видимом спектре изгибается в разной степени, эффективно разделяя белый свет на составляющие его цвета. Эксперимент Янга с двойной щелью демонстрирует тот же принцип, пропуская свет через маленькую щель и наблюдая свет на экране, когда он выходит с другой стороны.

Открытие дифракции света имело монументальное значение для оптической физики, поскольку оно доказало корпускулярно-волновой дуализм света. То есть было доказано, что свет проявляет свойства как волн, так и частиц. В этом блоге мы рассказываем о применении дифракционных решеток для инструментов спектрометрии в современных технологиях.

Что такое дифракционная решетка?

Разработанные на основе эксперимента Юнга с двумя щелями, дифракционные решетки являются предпочтительным методом рассеяния света во многих спектрометрах. Дифракционная решетка — это устройство, которое расщепляет электромагнитное излучение на составляющие его длины волн. В двух словах, дифракционная решетка состоит из щелей различной ширины, соответствующих длинам волн различных цветов видимого спектра. Когда белый свет падает на решетку, составляющие его цвета разделяются, поскольку они преломляются через щель, которая соответствует их соответствующим длинам волн.

Несмотря на то, что дифракционные решетки для приборов спектрометрии представляют собой довольно простые устройства, они прочно вошли в современную спектрометрию и сформировали технологию нашей жизни.

Спектрометрия

Открытие дифракции положило начало научной области спектроскопии, изучению взаимодействия материи и электромагнитного излучения. С тех пор дифракционные решетки внесли значительный вклад в современную науку и включены во многие распространенные инструменты спектрометрии, включая спектрофотометры и монохроматоры. Обычно они предпочтительнее призм, потому что они не поглощают ультрафиолетовое или инфракрасное излучение.

Типы дифракционных решеток и связанные с ними спектрометрические инструменты

В целом существует четыре типа дифракционных решеток: линейчатые решетки, голографические решетки, решетки пропускания и решетки отражения.

Линейчатые решетки

Линейчатые решетки создаются путем физического травления нескольких параллельных канавок на отражающей поверхности. Приложения, требующие узкой длины волны, такие как спектрометры и монохроматоры, часто выигрывают от линейчатой ​​решетки, сверкающей на этой конкретной длине волны. Общие приложения для линейчатых решеток:

• Возбуждение флуоресценции
• Телекоммуникации
• Аналитическая химия
• Науки о жизни
• Физика
• Космические науки
• Образование

Примечание. Длина волны электромагнитного излучения, обеспечивающая наибольшую абсолютную эффективность линейчатой ​​дифракционной решетки, обозначается как длина волны пламени.

Голографические решетки

Голографические решетки создаются с использованием фотолитографического процесса для создания интерференционной картины между двумя УФ-лучами, создавая синусоидальное изменение показателя преломления в куске оптического стекла. Как правило, линейчатые дифракционные решетки легче и дешевле голографических решеток, но они дают больше рассеянного света. С другой стороны, голографические дифракционные решетки лучше справляются с рассеянным светом, но, как правило, имеют более низкую эффективность.

Передающие решетки

Одним из популярных видов решеток является пропускающая решетка. Этот тип решетки создается путем царапания или травления прозрачной подложки с повторяющейся параллельной структурой. В пропускающей дифракционной решетке свет проходит через материал, на котором решетка выгравирована.

Пропускающие решетки особенно полезны в приложениях с фиксированными решетками, таких как спектрографы.

Пропускающие решетки имеют относительно низкую поляризационную чувствительность по сравнению с отражающими решетками, поскольку падающий свет не отражается зеркальным покрытием. Пропускающие решетки особенно эффективны в компактных линейных конфигурациях, поскольку свет проходит через решетки. Пропускающие решетки отлично подходят для монохроматоров и спектрометров.

Решетка отражения

Решетка отражения традиционно изготавливается путем нанесения металлического покрытия на оптику и нанесения параллельных канавок на поверхность. Отражающие решетки также обычно изготавливаются путем воспроизведения версии эталонной дифракционной решетки с использованием эпоксидной смолы и / или пластика. Во всех случаях свет отражается от линейчатой ​​поверхности под разными углами, соответствующими разным порядкам и длинам волн.

Как видно из их описания, четыре перечисленных типа дифракционных решеток не обязательно являются взаимоисключающими, и дифракционные решетки могут включать в себя компоненты нескольких различных типов.

Дифракционные решетки для спектрометрии

Дифракционные решетки обычно используются в монохроматорах, спектрометрах, лазерах, устройствах мультиплексирования с разделением по длине волны, устройствах сжатия оптических импульсов и многих других оптических приборах. Компакт-диски и DVD-диски являются хорошими, легко наблюдаемыми примерами дифракционных решеток. Отражение солнечного света от компакт-диска или DVD-диска на белую стену даст свет разных цветов, т. е. с разными длинами волн видимого спектра.

Спектрометры

Пожалуй, самое элементарное применение дифракционных решеток для приборов спектрометрии. Спектрометры используются для разделения белого света на составляющие его длины волн.

Монохроматоры

В каком-то смысле монохроматоры являются противоположностью спектрометров. В то время как спектрометры разделяют белый свет на все составляющие его цвета, монохроматоры — это устройства, используемые для фильтрации всего, кроме узкой полосы электромагнитной энергии. Это конкретное применение дифракционных решеток для инструментов спектрометрии очень полезно, когда необходим настраиваемый монохроматический свет.

Лазеры

Дифракционные решетки часто используются в лазерах для настройки длины волны. То есть калибровка лазера для излучения определенной длины волны электромагнитного излучения.

Оптическая связь

Голографические дифракционные решетки широко используются в оптических коммуникациях и промышленных измерениях в ближней инфракрасной области спектра, где необходимы высокая производительность и устойчивость к окружающей среде.

Сжатие импульсов

Дифракционные решетки также нашли применение в технологии сжатия импульсов. Решетки, используемые для этих приложений, обычно изготавливаются из монолитного плавленого кварца высокой чистоты, который идеально подходит для определенных длин волн лазера. Это применение дифракционных решеток для инструментов спектрометрии обычно встречается в лазерной обработке материалов, полупроводниковой промышленности и в медицинской промышленности для коррекции рефракции роговицы.

Закажите дифракционные решетки прямо сейчас!

Rainbow Symphony с гордостью предоставляет образовательные инструменты, необходимые для оптимизации вашего оптического опыта, включая дифракционные решетки для спектрометрии. Для получения дополнительной информации о наших продуктах и ​​инструментах для спектрометрии посетите весь наш интернет-магазин. Наша преданная команда профессионалов здесь, чтобы предоставить экспертные знания и выдающийся опыт покупок, поэтому не стесняйтесь обращаться к нам сегодня!

Типы дифракционных решеток — Spectrum Scientific, Inc.

Дифракционные решетки

Дифракционная решетка — это оптический элемент, который преломляет энергию на составляющие ее длины волн.

Плотность штрихов, глубина и профиль дифракционной решетки определяют спектральный диапазон, эффективность, разрешение и характеристики дифракционной решетки.

Обычно существует два различных типа дифракционных решеток – линейчатая решетка и голографическая решетка.

Линейчатая дифракционная решетка изготавливается с помощью линейчатого механизма, который прорезает канавки в покрытии на подложке решетки (обычно стекло, покрытое тонким отражающим слоем) с помощью инструмента с алмазным наконечником.

Голографическая дифракционная решетка изготавливается с использованием интерференционной литографии, которая обеспечивает гладкую поверхность канавок и устраняет периодические ошибки, характерные для линейчатых решеток.

Дифракционная решетка может быть отражающей или пропускающей решеткой. Наиболее распространенным типом дифракционных решеток являются плоские решетки и вогнутые решетки, хотя они также могут иметь другие профили, такие как выпуклые или тороидальные, в зависимости от применения.

Отражающие решетки обычно покрывают отражающим покрытием, обычно алюминием с защитным покрытием для использования в УФ-видимом-ближнем ИК-диапазоне или золотом для использования в ИК-диапазоне. Передающие решетки обычно снабжаются просветляющим покрытием.

Дифракционная решетка может иметь синусоидальный или выпуклый профиль. Синусоидальная решетка обычно имеет меньшую эффективность, чем решетка с полыханием, но часто дает более широкий спектральный охват. Полая решетка имеет профиль «пила» и обычно обеспечивает более высокую эффективность.

Коммерческая дифракционная решетка, как правило, представляет собой реплику решетки, изготовленную из вспомогательного эталона, который может быть на несколько поколений старше эталонной дифракционной решетки.

Как правило, стоимость изготовления эталона дифракционной решетки высока, и, поставляя реплики решеток (с почти неотличимыми характеристиками), один мастер может производить тысячи копий, снижая удельную стоимость дифракционной решетки.

Страна *

Выберите страну…Аландские островаАфганистанАлбанияАлжирАмериканское СамоаАндорраАнголаАнгильяАнтарктидаАнтигуа и БарбудаАргентинаАрменияАрубаАвстралияАвстрияАзербайджанБагамыБахрейнБангладешБарбадосБеларусьБелауБельгияБелизБенинБермудыБутанБоливияБонер, Сент-Эстатиус и СабаБосния и ГерцеговинаБотсванаB остров увеБразилияБританская территория в Индийском океанеБританские Виргинские островаБрунейБолгарияБуркина-ФасоБурундиКамерунКанадаКанадаКабо-ВердеКаймановы островаЦентральноафриканская РеспубликаЧадЧилиКитайОстров РождестваКокосовые острова (Килинг)КолумбияКоморские островаКонго (Браззавиль)Конго (Киншаса)Острова КукаКоста-РикаХорватияКубаКюрасаоКипрЧехия ДанияДжибутиДоминикаДоминиканская РеспубликаЭквадорЕгипетСальвадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФолклендские островаФарерские островаФиджиФинляндияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузский Южные территорииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГренадаГваделупаГуамГватемалаГернсиГвинеяГвинея-БисауГайанаГаитиОстров Херд и острова МакдональдГондурасГонконгВенгрияИсландияИндияИндонезияИранИракИрландияОстров МэнИзраильИталияКот-д’ИвуарЯмайкаЯпонияДжерсиJ ОрданКазахстанКенияКирибатиКувейтКыргызстанЛаосЛатвияЛиванЛесотоЛиберияЛивияЛихтенштейнЛитваЛюксембургМакао С.