Celda unitaria : en geometría , física del estado sólido y mineralogía , en particular cuando se habla de la red cristalina , la celda mínima correspondiente a un solo punto de red de una estructura con simetría traslacional en 2D, 3D u otras dimensiones.
La celda unitaria es la región fundamental del grupo de traslación de la red cristalina (red de Bravais ).
Hay una diferencia fundamental entre una celda unitaria y una primitiva cuando se considera la estructura de un cristal ( celda unitaria primitiva , celda unitaria convencional ). Una celda primitiva es el volumen imaginario mínimo de un cristal, cuyas transferencias paralelas ( traslaciones ) en tres dimensiones permiten construir una red cristalina tridimensional como un todo. Una celda primitiva elemental solo puede llamarse si tiene los mismos elementos de simetría que el volumen finito. Por lo tanto, al modelar estructuras cristalinas, resulta más conveniente utilizar la celda unitaria, ya que reproduce no solo la estructura, sino en última instancia las propiedades del cristal.
Bravais formuló 3 reglas para elegir celdas elementales:
El contenido de la celda elemental permite caracterizar toda la estructura del mineral. La parte de la estructura cubierta por la celda unitaria está formada por átomos que se mantienen unidos por enlaces electrónicos. Estas diminutas células, que se repiten sin cesar en el espacio tridimensional, forman un cristal. Una celda elemental no es un cuerpo físico, se puede mover a lo largo de la estructura paralela a sí misma, independientemente de la elección del origen, la celda contendrá los mismos átomos en las mismas cantidades, ya que la estructura es periódica. La celda elemental representa dicho período mínimo en tres dimensiones.
Las celdas elementales utilizadas en cristalografía tienen forma de paralelepípedo, su forma y tamaño se determinan estableciendo tres traslaciones (vectores) no coplanares de la red, es decir, tres bordes de la celda que no se encuentran en el mismo plano. La celda define completamente la red. Lo contrario no es cierto: en una misma red, la elección de una celda puede hacerse de diferentes maneras.
Una celda construida sobre tres traslaciones no coplanares más cortas de la red se llama celda principal. El volumen de dicha celda es mínimo, contiene solo un nodo de la red cristalina y, por lo tanto, se refiere a celdas primitivas. A menudo, dicha celda resulta ser de baja simetría, a pesar de que la simetría de la estructura en sí es mayor. En este caso, se elige otra celda altamente simétrica de mayor volumen, con nodos de celosía adicionales (celda no primitiva o centrada).
Con la ayuda del análisis de difracción de rayos X, se determinan las dimensiones de la celda elemental del mineral, su singonía, el tipo de simetría y el grupo espacial de simetría, y se descifra la estructura cristalina.