JP2790247B2 - Crystal structure model - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は結晶構造モデルに係り、
特に多種類の結晶構造を容易かつ直観的に理解すること
ができるとともに、結晶構造の変化に対して柔軟に対応
することの可能な新規のモデル構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crystal structure model,
In particular, the present invention relates to a novel model structure capable of easily and intuitively understanding various types of crystal structures and capable of flexibly responding to changes in crystal structures.
【0002】[0002]
【従来の技術】物質の結晶構造は多種多様であり、図面
による表現だけでは複雑な結晶構造を理解するのに困難
を覚える場合が多い。このような場合に、結晶構造を3
次元的に把握できるようにするものとして、種々の結晶
構造モデルが製作されている。従来の結晶構造モデルに
は、単位格子内の原子位置を表現する原子位置モデル
と、正イオンを囲む負イオンの配位多面体の幾何学的配
置を表現する多面体モデルとが存在する。これらは、多
くの場合プラスチック成形により製作され、前者では原
子を示す部品と原子間を接続する結合用の部品により構
成され、後者は一体に成形された多面体構造を呈する。
通常、数学的取扱に適した前者が使用される場合が多い
が、結晶構造を直観的かつ系統的に理解するためには、
後者が適している。2. Description of the Related Art The crystal structure of a substance is diverse, and it is often difficult to understand a complicated crystal structure only by using drawings. In such a case, the crystal structure is changed to 3
Various crystal structure models have been produced so that they can be grasped three-dimensionally. Conventional crystal structure models include an atomic position model expressing an atomic position in a unit cell and a polyhedral model expressing a geometric arrangement of a coordination polyhedron of negative ions surrounding positive ions. These are often manufactured by plastic molding, and in the former, they are composed of parts showing atoms and parts for connection connecting the atoms, and the latter has an integrally molded polyhedral structure.
Usually, the former suitable for mathematical treatment is often used, but in order to intuitively and systematically understand the crystal structure,
The latter is suitable.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの結晶
構造モデルは、原子位置モデルでは枝状の骨組みを支持
する所要の剛性を確保するために、多面体モデルでは中
実の多面体構造のために、それぞれプラスチック製とは
いえ高価かつ大重量のものが多いので、手軽に入手でき
ず、しかも持ち運びも困難であることもあり普及してい
ない。また、これらのモデルは原子位置と幾何学的配置
のいずれかを表現するように構成されており、他方を直
ちに理解することは困難である。すなわち、原子位置モ
デルでは原子位置及び結合腕の距離や方向を正確に表現
できるが、結晶構造の対称性及び結晶構造の類似性を理
解することは著しく困難であり、一方、多面体モデルで
は結晶の対称性及びイオン配置については理解が容易で
あるが、単位多面体中の原子位置及び結合腕の状態を知
ることはできない。さらに、結晶構造モデルは通常ただ
一つの結晶構造のみを表現するものであって、複数の構
造を表現することはできないため、結晶構造の数だけモ
デルを用意しなければならないという問題点もある。そ
こで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課
題は、安価且つ軽量の結晶構造モデルを提供することに
ある。また他の目的は、単位多面体中の原子位置や結合
状態と、結晶の巨視的対称性等の幾何学的配置との双方
を容易に理解できる結晶構造モデルを提供することであ
る。さらに別の目的は、複数の結晶構造を表現できる結
晶構造モデルを提供することである。However, these crystal structure models are required to secure required rigidity for supporting a branch-like framework in the atomic position model, and to have a solid polyhedral structure in the polyhedral model, Although each is made of plastic, it is often expensive and heavy, so it is not easily available, and it is difficult to carry, so it is not widely used. In addition, these models are configured to represent either the atomic position or the geometrical arrangement, and it is difficult to immediately understand the other. In other words, the atomic position model can accurately represent the atomic position and the distance and direction of the bonding arm, but it is extremely difficult to understand the symmetry of the crystal structure and the similarity of the crystal structure. Although it is easy to understand the symmetry and the ion arrangement, it is impossible to know the position of the atoms in the unit polyhedron and the state of the bonding arms. Furthermore, a crystal structure model usually represents only one crystal structure, and cannot represent a plurality of structures. Therefore, there is a problem in that models must be prepared for the number of crystal structures. Then, this invention solves the said problem, and the subject is to provide a cheap and lightweight crystal structure model. Another object of the present invention is to provide a crystal structure model that can easily understand both the atomic position and bonding state in a unit polyhedron and the geometrical arrangement such as macroscopic symmetry of a crystal. Still another object is to provide a crystal structure model capable of expressing a plurality of crystal structures.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、中心点において共通に接続さ
れ、該中心点の周りに配置された複数の面状部が相互に
交差線にて接続し、前記面状部の直線状の外縁が稜線を
形成し、前記稜線が相互に接続して頂点を形成するよう
に構成されており、前記稜線が多面体の各面間の稜線に
相当し、前記頂点が多面体の頂点に相当するように構成
されたスケルトン構造をもつ複数の多面体単位構造を、
前記頂点及び/又は前記稜線において接続部を設け、相
互に結合させてなる結晶構造モデルであって、前記中心
点及び前記頂点が原子若しくはイオンの位置を表現し、
前記交差線及び前記稜線が前記原子間若しくは前記イオ
ン間の結合距離及び結合角を表現していることを特徴と
する。Means taken by the present invention for solving the above-mentioned problems are as follows. A common connection is made at a center point, and a plurality of planar portions arranged around the center point cross each other. Connected by a line, wherein the straight outer edges of the planar portion form a ridge, and the ridges are connected to each other to form a vertex, and the ridge is a ridge between each face of the polyhedron. And a plurality of polyhedron unit structures having a skeleton structure configured such that the vertices correspond to vertices of a polyhedron,
A connection part is provided at the vertex and / or the ridge line, and the crystal structure model is formed by bonding to each other, wherein the center point and the vertex represent a position of an atom or an ion,
The intersection line and the ridge line represent a bond distance and a bond angle between the atoms or the ions.
【0005】ここで、多面体単位構造の接続部を、接続
された複数の前記多面体単位構造を相対的に回動可能に
結合することが好ましい。Here, it is preferable that the connecting portion of the polyhedral unit structure is connected to the plurality of connected polyhedral unit structures so as to be relatively rotatable.
【0006】この場合、接続部を可撓性を有する条体、
すなわち、樹脂、金属、繊維等からなる紐、ワイヤ等に
より構成することが好ましい。In this case, the connecting portion has a flexible strip,
In other words, it is preferable to use a string, wire, or the like made of resin, metal, fiber, or the like.
【0007】また、多面体単位構造における一部の面状
部の表面を、他の面状部とは異なる表面特性、すなわ
ち、模様、色彩、質感、表面粗さ、凹凸形状等を呈する
ように形成することが好ましい。特に、所定の方位を向
いた面状部のみを異なる表面特性としたり、或いは、ス
ピン、ダイポールモーメント、電気伝導率、熱伝導率、
偏光軸、屈折率などに関する各種特性に対応させた面状
部のみを異なる表面特性とすることが望ましい。Further, the surface of some planar portions in the polyhedral unit structure is formed so as to exhibit surface characteristics different from those of other planar portions, that is, patterns, colors, textures, surface roughness, irregularities, and the like. Is preferred. In particular, only a planar portion oriented in a predetermined direction has different surface characteristics, or spin, dipole moment, electric conductivity, thermal conductivity,
It is desirable that only the planar portions corresponding to various characteristics such as the polarization axis and the refractive index have different surface characteristics.
【0008】さらに、多面体単位構造を、薄肉シートを
折曲させることにより形成することが好ましい。特に、
折り紙により多面体スケルトン構造を形成することが望
ましい。Further, it is preferable that the polyhedral unit structure is formed by bending a thin sheet. Especially,
It is desirable to form a polyhedral skeleton structure with origami.
【0009】また、多面体単位構造としては、正4面
体、正6面体又は正8面体のスケルトン構造を用いるこ
とが好ましい。It is preferable to use a regular tetrahedron, regular hexahedron or regular octahedron skeleton structure as the polyhedron unit structure.
【0010】そして、面状部の表面を光反射面とする場
合がある。[0010] The surface of the planar portion may be a light reflecting surface.
【0011】[0011]
【作用】請求項1によれば、スケルトン構造の頂点、複
数の面状部が交差する中心点その他の交差点、多面体構
造の稜線、及び面状部間の交差線により近接原子間又は
イオン間の位置関係、結合の方向及び距離を視覚的に表
現できるとともに、その多面体構造により結晶の周期性
やイオン配置等の結晶の幾何学的構造をも直観的に理解
することができる。According to the first aspect, the vertices of the skeleton structure, the center point and other intersections where the plurality of planar portions intersect, the ridge line of the polyhedral structure, and the intersecting lines between the planar portions are used to determine the distance between adjacent atoms or ions. In addition to being able to visually represent the positional relationship, the direction and distance of bonding, the polyhedral structure makes it possible to intuitively understand the crystal periodicity and geometrical structure of the crystal such as ion arrangement.
【0012】請求項2によれば、各多面体単位構造が回
動可能に接続されるので、単位構造間の接続の自由度に
より複数の結晶構造を1つのモデルで表現することが可
能である。According to the second aspect, since each of the polyhedral unit structures is rotatably connected, a plurality of crystal structures can be represented by one model depending on the degree of freedom of connection between the unit structures.
【0013】請求項4によれば、一部の面状部の表面を
異なる表面特性を呈するように構成することにより、結
晶方位、原子又はイオンの種類、原子又はイオンの物性
差を表現することができる。この場合、多面体単位構造
毎に少なくとも一部の面状部の表面特性を変える場合
と、各多面体単位構造における共通の面状部(例えば、
所定の方位をもつ面状部、所定の結合位置を示す面状部
など)を異なる表面特性にする場合がある。According to the fourth aspect, by forming the surface of a part of the planar portion so as to exhibit different surface characteristics, the crystal orientation, the type of atom or ion, and the difference in physical properties of the atom or ion can be expressed. Can be. In this case, the case where the surface characteristics of at least a part of the planar portion is changed for each polyhedral unit structure and the case where the common planar portion (for example,
A planar portion having a predetermined orientation, a planar portion indicating a predetermined coupling position, etc.) may have different surface characteristics.
【0014】請求項6によれば、スケルトン構造が薄肉
シートにより構成されるため、軽量かつ柔軟な構造にな
り、持ち運びが容易になるとともに、製造コストを低減
することができる。ここで特に、折り紙を折ることによ
ってスケルトン構造を構成することが可能であり、この
場合には、さらにモデルの軽量化とコストの低減を図る
ことができる。According to the sixth aspect, since the skeleton structure is constituted by a thin sheet, the structure is light and flexible, the carrying is easy, and the manufacturing cost can be reduced. Here, in particular, it is possible to configure the skeleton structure by folding the origami, and in this case, it is possible to further reduce the weight and cost of the model.
【0015】請求項8によれば、面状部の表面を光反射
面にすることにより、光が反射して他の構造部分(例え
ば前方に存在する頂点、稜線、面状部など)が映り、見
る方向により異なる外観を呈するので、結晶構造モデル
としての立体感が増し、立体的な構造把握が容易にな
る。特に全ての面状部を光反射面とする場合には、前方
の構造部分が面状部に反射して映り、各々の多面体単位
構造があたかも透明なスケルトンであるかのように見え
るので、モデルの立体感をさらに高めることができる。According to the eighth aspect, by making the surface of the planar portion a light reflecting surface, light is reflected to reflect other structural portions (for example, a vertex, ridge line, planar portion, etc. existing in front). Since the appearance varies depending on the viewing direction, the three-dimensional effect as the crystal structure model increases, and the three-dimensional structure can be easily grasped. In particular, if all planar parts are light reflecting surfaces, the front structural part is reflected on the planar part and reflected, and each polyhedral unit structure looks as if it is a transparent skeleton, so the model 3D feeling can be further enhanced.
【0016】[0016]
【実施例】次に、図面を参照して本発明に係る結晶構造
モデルの実施例を説明する。 〔実施例1〕図1に示すように、本実施例の結晶構造モ
デルは、正8面体のスケルトン構造を備えた単位構造U
8を複数接続したものである。単位構造U8は、後述す
るように折り紙を折ることにより簡単に組立てられ、そ
れぞれ中心Oの周りに6個の頂点Pと12個の稜線Tを
持つ。これらの頂点P及び稜線Tは、中心Oの周りに相
互に90度の角度を以て配置された12枚の面状部Qに
より構成される。Next, an embodiment of a crystal structure model according to the present invention will be described with reference to the drawings. [Embodiment 1] As shown in FIG. 1, a crystal structure model according to the present embodiment has a unit structure U having a regular octahedral skeleton structure.
8 are connected. The unit structure U8 is easily assembled by folding origami as described later, and has six vertices P and twelve ridge lines T around the center O, respectively. These vertices P and ridge lines T are formed by twelve planar portions Q arranged at an angle of 90 degrees around the center O.
【0017】図1に示す構造は、TiO2 の結晶構造で
あるルチル構造を示すものである。図中の正8面体のス
ケルトン構造をもつ単位構造U8は全て同一のものであ
り、斜線を施した面が上方(Z方向)を向いた単位構造
U8(H)と、前方(X方向)を向いた単位構造U8
(S)とが、頂点間若しくは稜線間で接続されている。
単位構造U8(H)間及び単位構造U8(S)間はそれ
ぞれ稜線にて接続されており、単位構造U8(H)と単
位構造U8(S)との間は頂点Pにより接続されてい
る。この図では、X、Y、Z方向にそれぞれ3層ずつの
単位構造U8が配置され、計23個の単位構造U8が一
体的に結合されている。The structure shown in FIG. 1 shows a rutile structure which is a crystal structure of TiO 2 . The unit structures U8 having the octahedral skeleton structure in the figure are all the same, and the unit structure U8 (H) in which the hatched surface faces upward (Z direction) and the front (X direction) Unit structure facing U8
(S) is connected between vertices or between ridge lines.
The unit structures U8 (H) and the unit structures U8 (S) are connected by ridge lines, respectively, and the unit structures U8 (H) and U8 (S) are connected by a vertex P. In this figure, three unit structures U8 are arranged in each of the X, Y, and Z directions, and a total of 23 unit structures U8 are integrally connected.
【0018】単位構造U8の製法及び構造を図3に示
す。図3(a)に示すように、正方形の折り紙4を山折
り線4aと谷折り線4bにて折ることにより、頂点P
と、4つの側片部Sを備えたものを形成する。これを6
組用意し、それぞれの頂点Pが正8面体の各頂点を構成
するように、相互に噛み合わせることにより組立てられ
る。単位構造U8は、図3(b)に示すように、6組の
折り紙片a,b,c,d,e,fの各頂点Pa,Pb,
Pc,Pd,Pe,Pfは、それぞれ上端、後端、右
端、下端、前端、左端の各頂点を構成し、それぞれの各
側片部Sのうち相互に背反する位置にある一対が他の折
り紙片の側片部の内部に収容され、残りの一対が他の折
り紙片の側片部を収容するように組立られる。このよう
に組み立てると各折り紙片の側片部Sはそれぞれ2重に
重ねられた状態になり、スケルトン構造の12枚の面状
部Qが構成される。FIG. 3 shows the manufacturing method and structure of the unit structure U8. As shown in FIG. 3 (a), a square origami 4 is folded at a mountain fold line 4a and a valley fold line 4b, so that a vertex P
Then, the one provided with the four side pieces S is formed. This is 6
A set is prepared and assembled by interlocking with each other such that each vertex P forms each vertex of the regular octahedron. As shown in FIG. 3B, the unit structure U8 has vertices Pa, Pb, and 6 of six sets of origami pieces a, b, c, d, e, and f.
Pc, Pd, Pe, and Pf form the vertices of the upper end, the rear end, the right end, the lower end, the front end, and the left end, respectively. One of the side pieces is housed inside, and the other pair is assembled to house the side pieces of another origami piece. By assembling in this manner, the side pieces S of the respective origami pieces are in a state of being overlapped with each other, and 12 planar portions Q having a skeleton structure are formed.
【0019】この結晶構造モデルにおいては、図4に示
すように、隣接する単位構造U8の稜線T間の接続部J
1は接着剤2により直付けされている。また、隣接する
単位構造U8の頂点P間の接続部J2は、頂点Pに孔を
開けて単位構造U8の内部に挿入され、単位構造U8に
対し接着剤等により固着された紐3を介して接続されて
いる。接続部J2の紐3は、接続する2つの単位構造U
8を相互に任意の角度を以て配置することができるとと
もに、紐3の軸線回りに相互に回動させることをも許容
する。In this crystal structure model, as shown in FIG. 4, a connection portion J between ridge lines T of adjacent unit structures U8 is formed.
1 is directly attached by an adhesive 2. In addition, the connection portion J2 between the vertexes P of the adjacent unit structure U8 is inserted into the unit structure U8 by making a hole in the vertex P, and is connected to the unit structure U8 via the string 3 fixed with an adhesive or the like. It is connected. The string 3 of the connecting portion J2 is composed of two unit structures U to be connected.
8 can be arranged at an arbitrary angle with respect to each other, and it is also allowed to rotate each other around the axis of the cord 3.
【0020】単位構造U8は、中心O及び頂点Pにより
原子位置を示すことができるとともに、スケルトン構造
により多面体モデルと同様に結晶構造の周期性を直観的
に示すことができ、上述のように正イオン及び負イオン
の配置は中心O及び頂点Pの位置により、即座に理解で
きる。In the unit structure U8, the atomic position can be indicated by the center O and the vertex P, and the periodicity of the crystal structure can be intuitively indicated by the skeleton structure as in the case of the polyhedral model. The arrangement of ions and negative ions can be immediately understood from the positions of the center O and the vertex P.
【0021】次に、図1及び図2を参照して、本実施例
の典型例を説明する。図1に示す結晶モデルは上述のよ
うにルチル構造を示すものであり、例えばTiO2 ,F
eF2 ,NiF2 等の正方晶系に属する結晶構造であ
る。各単位構造U8においては、中心Oの位置にTi,
Fe,Ni等の正イオンが位置し、頂点Pの位置にO,
F等の負イオンが位置する。Next, a typical example of this embodiment will be described with reference to FIGS. The crystal model shown in FIG. 1 shows a rutile structure as described above. For example, TiO 2 , F
It has a crystal structure belonging to a tetragonal system such as eF 2 and NiF 2 . In each unit structure U8, Ti,
Positive ions such as Fe and Ni are located, and O,
Negative ions such as F are located.
【0022】このルチル構造の結晶モデルに対して、図
2(a)に示すように矢印F1のように各層の角度を変
えるとマルカサイト構造になり、例えば、FeS2 等の
ように斜方晶系に属する結晶構造になる。この場合にも
中心Oの位置にはFe等の正イオンが、頂点PにはS等
の負イオンがそれぞれ位置する。When the angle of each layer is changed as shown by an arrow F1 in FIG. 2A with respect to the crystal model of the rutile structure, a marcasite structure is formed. For example, an orthorhombic crystal such as FeS 2 is formed. It becomes a crystal structure belonging to the system. Also in this case, a positive ion such as Fe is located at the position of the center O, and a negative ion such as S is located at the vertex P.
【0023】また、このマルカサイト構造に対して、図
2(b)に示すように、各層の角度を矢印F2に示すよ
うにさらに変えると、単位構造U8(S)のX方向側に
存在した頂点Pが上層の単位構造U8(H)のX方向寄
りの頂点Pに接触する。この状態では、立方最密充填
(面心立方格子)構造になる。Further, as shown in FIG. 2B, when the angle of each layer was further changed as shown by an arrow F2 with respect to this marcasite structure, the layer was present on the X direction side of the unit structure U8 (S). The vertex P contacts the vertex P near the X direction of the upper unit structure U8 (H). In this state, a cubic close-packed (face-centered cubic lattice) structure is obtained.
【0024】このように、本実施例では、各頂点を接続
する紐3の自由度が高いため、一つの結晶モデルで3つ
の結晶構造を表現することができる。図7乃至図10に
は、上述の3つの結晶構造を表現する結晶モデルの撮影
形状を示す。図7及び図8はルチル構造をそれぞれ異な
る結晶方向から撮影した状態を示し、図9はマルカサイ
ト構造を示す。また、図10は立方最密充填構造を示す
ものである。As described above, in the present embodiment, since the degree of freedom of the string 3 connecting each vertex is high, one crystal model can express three crystal structures. 7 to 10 show photographed shapes of crystal models representing the above three crystal structures. 7 and 8 show a state in which the rutile structure is photographed from different crystal directions, respectively, and FIG. 9 shows a marcasite structure. FIG. 10 shows a cubic close-packed structure.
【0025】図11及び図12はスピネルの構造を異な
る方向から見た状態を示すものである。このモデルによ
れば異なる結晶間の構造の類似性をも直観的に理解する
ことができる。例えば図10に示す面心立方格子の(1
10)方向の形状と、図12(b)に示すスピネルの
(110)方向の形状とを比較すると、両者の構造的類
似性が視覚的に把握できる。構造的には、面心立方格子
から正8面体の中心に位置する金属原子が抜けてスピネ
ル構造になり、スピネル構造は面心立方格子に格子欠陥
の生じた構造として理解できる。FIGS. 11 and 12 show the spinel structure viewed from different directions. According to this model, the structural similarity between different crystals can be intuitively understood. For example, (1) of the face-centered cubic lattice shown in FIG.
By comparing the shape in the 10) direction with the shape of the spinel in the (110) direction shown in FIG. 12B, the structural similarity between the two can be visually grasped. Structurally, metal atoms located at the center of the octahedron escape from the face-centered cubic lattice to form a spinel structure. The spinel structure can be understood as a structure in which lattice defects occur in the face-centered cubic lattice.
【0026】図13はパイロクロア構造を示すものであ
る。この結晶モデルでは、正8面体の単位構造U8があ
る傾斜角で接続されており、単位多面体の結合方向及び
結合距離が種々の物性に影響を与えることを理解する場
合に適している。例えば、正8面体の中心にある磁気的
正イオン間には、負イオンを仲立ちとする磁気相互作用
(超交換相互作用)の存在することが知られており、負
イオンを中心として、最近接の2つの磁気的正イオンの
方向を見た場合、両方向のなす角度によって磁気的性質
が変わることを、実測の測定結果と比較して考察するこ
とができる。FIG. 13 shows a pyrochlore structure. In this crystal model, the octahedral unit structure U8 is connected at a certain inclination angle, and is suitable for understanding that the bonding direction and the bonding distance of the unit polyhedron affect various physical properties. For example, it is known that a magnetic interaction (super-exchange interaction) that mediates a negative ion exists between magnetic positive ions at the center of an octahedron. When looking at the directions of the two magnetic positive ions, the fact that the magnetic properties change depending on the angle between the two directions can be considered in comparison with actual measurement results.
【0027】本実施例の結晶モデルでは、図1及び図2
の斜線に示すように、各層毎に共通の平面内に存在する
面状部を同一色に配色することにより、結晶の電子・電
気特性、磁気特性及び光学特性等の物性の異方性を表現
することも可能である。図中斜線を付けた面を彩色する
と、ルチル構造を示す図1のX方向及びZ方向から見た
結晶モデルの色彩が層毎に交互に異なる。この色彩の変
化は、磁気のスピンの方向に対応している。すなわち単
位構造U8(H)のみ若しくはU8(S)のみが1列に
並ぶ各層内では、全ての単位構造U8が同色に見える
が、これは中心の正イオンのスピンの向きが層内で揃う
ことと対応している。一方、隣接する層は相互に異なる
色に見えるが、これは中心の正イオンのスピンの向きが
隣接する層間で相互に逆方向になる事実と対応してい
る。このような対応関係は、結晶の所定方向に対する電
気伝導率、誘電率等の電気的特性、屈折率、偏光性等の
光学特性についても適用することができる。In the crystal model of this embodiment, FIGS.
As shown by the diagonal lines in the figure, the anisotropy of physical properties such as electronic and electrical properties, magnetic properties, and optical properties of the crystal is expressed by coloring the planar parts existing in a common plane for each layer in the same color. It is also possible. When the shaded surface in the drawing is colored, the color of the crystal model viewed from the X direction and the Z direction in FIG. 1 showing the rutile structure is alternately different for each layer. This change in color corresponds to the direction of the magnetic spin. That is, in each layer in which only the unit structures U8 (H) or U8 (S) are arranged in one line, all the unit structures U8 appear to have the same color. This is because the spin directions of the central positive ions are aligned in the layers. It corresponds to. On the other hand, adjacent layers look different colors, which corresponds to the fact that the spin direction of the central positive ion is opposite to each other between adjacent layers. Such a correspondence can be applied to electrical characteristics such as electric conductivity and dielectric constant in a predetermined direction of the crystal, and optical characteristics such as refractive index and polarization.
【0028】このように本実施例では、中心及び各頂点
により結晶中の原子若しくはイオンの位置を、また、各
稜線又は複数の面間の交差線により結合腕の長さや角度
を、それぞれ直接知ることができるとともに、多面体構
造(上記実施例では正8面体)の表面をなぞることによ
り、結晶構造の周期性やイオン配列等の幾何学的構造を
も直観的に理解することができる。特に、図1及び図2
に示すように異なる結晶構造を1つのモデルで表現する
ことができ、それらの結晶間の類似性、構造的関連性を
容易に理解することができる。さらに、複数の面状部を
異なる模様、色彩、材質、表面粗さ等に加工することに
より、結晶構造の特性に関連づけられた情報をも表現す
ることができる。As described above, in this embodiment, the position of the atom or ion in the crystal is directly known from the center and each vertex, and the length and angle of the bonding arm are directly known from each ridge or an intersection line between a plurality of planes. In addition, by tracing the surface of the polyhedral structure (the regular octahedron in the above embodiment), the geometrical structure such as the periodicity of the crystal structure and the ion arrangement can be intuitively understood. In particular, FIGS. 1 and 2
The different crystal structures can be represented by one model as shown in (1), and the similarity and structural relationship between the crystals can be easily understood. Further, by processing a plurality of planar portions into different patterns, colors, materials, surface roughness, and the like, information related to the characteristics of the crystal structure can be expressed.
【0029】また、本実施例は折り紙と紐により製作し
ているのできわめて柔軟な構造となっており、図1及び
図2に示すように自由に接続部を動かすことができると
ともに、きわめて軽量であるので持ち運びも容易であ
る。このような利点を重要視する場合でも、上記実施例
のように紙で作るのではなく、薄い樹脂板、金属板等の
シート状の材料で製作してもよい。Further, since this embodiment is made of origami and a string, it has a very flexible structure, and can freely move the connecting portion as shown in FIGS. 1 and 2, and is extremely lightweight. It is easy to carry. Even when such advantages are regarded as important, the sheet may be made of a sheet-like material such as a thin resin plate or a metal plate, instead of being made of paper as in the above embodiment.
【0030】〔実施例2〕次に、本発明に係る実施例2
を説明する。図5は、上記実施例に用いられた正8面体
のスケルトン構造とは異なる正4面体のスケルトン構造
をもつ単位構造U4を示すものである。図5(a)は正
4面体の単位構造U4を折り紙で製作する場合の折り方
を示すものである。縦横の辺の比が1:ルート2の折り
紙5を折って折り紙片kを作り、これを6組組み合わせ
ることにより、図5(b)に示す正4面体(スケルト
ン)の単位構造U4が完成する。この単位構造U4は、
4つの頂点Pg,Ph,Pi,Pjと、6つの折り紙片
k1,k2,k3,k4,k5,k6に対応した6つの
面状部Qにそれぞれ形成された6つの稜線とを備えてい
る。6枚の面状部Qは中心Oの周りに相互に等しい角度
を以て配置されている。この折り紙による正4面体スケ
ルトンの製作方法は、正6面体及び上記正8面体のスケ
ルトン構造の製作方法とともに、「折り紙−夢織り幾何
学のすべて−」(1988年発行,日貿出版/著者:笠
原邦彦)に詳述されている。Second Embodiment Next, a second embodiment according to the present invention.
Will be described. FIG. 5 shows a unit structure U4 having a regular tetrahedral skeleton structure different from the regular octahedral skeleton structure used in the above embodiment. FIG. 5A shows how to fold a regular tetrahedral unit structure U4 using origami paper. By folding the origami 5 having the ratio of the length and width of 1: 1: root 2 to form origami pieces k, and combining these six sets, a unit structure U4 of a regular tetrahedron (skeleton) shown in FIG. 5B is completed. . This unit structure U4 is
It has four vertices Pg, Ph, Pi, and Pj, and six ridge lines respectively formed on six planar portions Q corresponding to six origami pieces k1, k2, k3, k4, k5, and k6. The six planar portions Q are arranged around the center O at equal angles to each other. The method of fabricating a regular tetrahedron skeleton using this origami is described in "Origami-All about Dream Weaving Geometry-" (published in 1988, Nikko Publishing / Author: Kunihara Kasahara).
【0031】この単位構造U4においても、上述の単位
構造U8と同様に、各頂点及び各稜線において他の単位
構造と接続し、種々の結晶構造を表現することが可能で
ある。この単位構造U4を用いた結晶構造の例として、
図6にCaF2 に代表されるホタル石構造の結晶モデル
を示す。このモデルは、8個の単位構造U4の稜線Tを
相互に接続することにより構成されている。図14及び
図15には図6に示すホタル石構造の製作例を示す。こ
こで、図14(a)及び(b)にそれぞれ示される左側
のモデルは、スケルトン構造ではない通常の正4面体の
単位構造を組合せて形成したものである。図14(a)
及び(b)に示される右側のスケルトン構造の結晶モデ
ルでは、多面体の中心位置にある原子(イオン)の位置
を示すことができるとともに、原子間の結合方向、結合
距離も一目瞭然である。これに対し、左側のモデルでは
結晶の対称性は理解できるものの、中心の原子(イオ
ン)の配置及び結合関係を見ることはできない。図15
(b)には、図6に示すモデルを、単位構造U4を各々
4個ずつ含む部分に2分割した状態を示す。このように
2分割した状態では、内部に隠れていた構造をも全て表
現できる。したがって、2分割するために必要な接続部
(この場合には4組の稜線接続部)を着脱自在に構成す
ることが好ましい。Also in this unit structure U4, similarly to the above-mentioned unit structure U8, it is possible to connect various unit structures at each vertex and each ridge line to express various crystal structures. As an example of a crystal structure using this unit structure U4,
FIG. 6 shows a crystal model of a fluorite structure represented by CaF 2 . This model is configured by connecting the ridge lines T of the eight unit structures U4 to each other. 14 and 15 show an example of manufacturing the fluorite structure shown in FIG. Here, the left models shown in FIGS. 14A and 14B are formed by combining regular tetrahedral unit structures that are not skeleton structures. FIG. 14 (a)
In the crystal model of the skeleton structure on the right side shown in (b), the position of the atom (ion) at the center position of the polyhedron can be shown, and the bonding direction and the bonding distance between the atoms are obvious at a glance. On the other hand, in the model on the left side, although the symmetry of the crystal can be understood, the arrangement and bonding relationship of the central atom (ion) cannot be seen. FIG.
(B) shows a state where the model shown in FIG. 6 is divided into two parts each including four unit structures U4. In such a state of being divided into two, all the structures hidden inside can be expressed. Therefore, it is preferable that connection parts necessary for dividing into two parts (in this case, four sets of ridge line connection parts) are configured to be detachable.
【0032】〔製作例〕以上説明した実施例を用いて、
その他の種々の結晶構造の製作例を図面により以下に説
明する。ただし、結晶構造によっては、一部の正イオン
を省略し、正4面体、正6面体、及び正8面体のスケル
トンからなる基本構造のみを示した。[Production Example] Using the embodiment described above,
Manufacturing examples of other various crystal structures will be described below with reference to the drawings. However, depending on the crystal structure, some of the positive ions are omitted, and only the basic structure composed of regular tetrahedral, regular hexahedral, and regular octahedral skeletons is shown.
【0033】図16は、正方晶系タングステンブロンズ
の5つの正8面体からなる基本構造単位(a)と、正方
晶系タングステンブロンズの結晶構造(b)とを示すも
のである。通常行われている単位格子による結晶構造の
表記では分からないが、この結晶モデルによれば、この
結晶構造が5つの正8面体からなる基本構造単位から組
立られていることが理解できる。また、5つの正8面体
からなる基本構造単位からこの結晶構造を組み立てるた
めには、基本構造単位の中心にある正8面体のスケルト
ンの大きさが周囲の4つの正8面体のスケルトンの大き
さよりも小さくなければならないことも理解できる。FIG. 16 shows a basic structural unit (a) composed of five tetrahedrons of tetragonal tungsten bronze and a crystal structure (b) of tetragonal tungsten bronze. Although it is not clear from the usual notation of the crystal structure using a unit cell, according to this crystal model, it can be understood that this crystal structure is assembled from five basic octahedral basic structural units. In order to assemble this crystal structure from the basic structural unit consisting of five regular octahedrons, the size of the skeleton of the regular octahedron at the center of the basic structural unit is larger than the size of the skeleton of the four surrounding regular octahedrons. Can also be understood that it must be small.
【0034】図17には六方晶系タングステンブロンズ
の5つの正8面体からなる基本構造単位(a)と、正方
晶系タングステンブロンズの結晶構造(b)を示す。こ
の結晶構造は、図17(a)に示した5つの正8面体か
らなる基本構造単位から組立てられていることが分か
る。また、この結晶構造が図13に示したパイロクロア
構造及び図16の正方晶系タングステンブロンズ構造に
対してそれぞれ類似性を持つことも理解できる。FIG. 17 shows a basic structural unit (a) composed of five regular octahedrons of hexagonal tungsten bronze and a crystal structure (b) of tetragonal tungsten bronze. It can be seen that this crystal structure is assembled from the basic structural unit consisting of the five regular octahedrons shown in FIG. It can also be understood that this crystal structure has similarities to the pyrochlore structure shown in FIG. 13 and the tetragonal tungsten bronze structure shown in FIG.
【0035】図18及び図19には、ペロブスカイト構
造と酸化物高温超伝導体であるYBCO(YBa2 Cu
3 O7 )の結晶構造を対比して示す。ペロブスカイト構
造は単位構造U8の各頂点Pを接続したモデルで表現さ
れている。両構造における単位構造U8間の延長方向の
接続は、一本の条体(紐)を各単位構造U8の中心に通
すことにより連続的になされている。もちろん、接着剤
又は図4に示した紐3と同様の短い条体でも行い得る。
このモデルにより、YBCOの結晶構造がペロブスカイ
ト構造を基本として、酸素イオンの格子欠陥が生じて出
来上がっていることが理解できる。また、銅イオンを含
む面を、面状部の色を変えることによって示し、超伝導
電流が流れていると考えられている面方向と、電気伝導
の異方性とを理解できるようにした。FIGS. 18 and 19 show a perovskite structure and YBCO (YBa 2 Cu) which is an oxide high-temperature superconductor.
The crystal structure of 3 O 7 ) is shown in comparison. The perovskite structure is represented by a model connecting the vertices P of the unit structure U8. The connection in the extension direction between the unit structures U8 in both structures is made continuously by passing one strip (string) through the center of each unit structure U8. Of course, it can also be performed with an adhesive or a short strip similar to the string 3 shown in FIG.
From this model, it can be understood that the crystal structure of YBCO is based on a perovskite structure, and is completed due to lattice defects of oxygen ions. In addition, the surface containing copper ions is shown by changing the color of the planar portion so that the direction of the surface where superconducting current is considered to flow and the anisotropy of electric conduction can be understood.
【0036】図20には、コランダム構造を示す。この
結晶構造は六方晶系に属し、六方最密充填構造を基本
に、正イオンの格子欠陥により生じた結晶構造として理
解できる。このモデルは、単位構造U8の3つの頂点の
うち2つをそれぞれ共有することにより正3角形状に配
置された3つの稜線を、隣接する単位構造U8の同様の
3つの稜線に対して接着することにより構成される。こ
のモデルはまた、面を共有した2つの正8面体のスケル
トン(同一方位を向き、一つの稜線が相互に接着された
一対の単位構造U8)を基本として組み立てられてお
り、この2つの正8面体の中心に、異なる2種類の正イ
オンを配置すれば、イルメナイト構造(TiFeO3 )
となる。FIG. 20 shows a corundum structure. This crystal structure belongs to a hexagonal system and can be understood as a crystal structure generated by lattice defects of positive ions based on a hexagonal close-packed structure. This model glues three ridges arranged in a regular triangle to three similar ridges of an adjacent unit structure U8 by sharing two of the three vertices of the unit structure U8. It is constituted by. This model is also constructed on the basis of a skeleton of two regular octahedrons sharing a face (a pair of unit structures U8 facing in the same direction and having one ridge line bonded to each other). If two different kinds of positive ions are arranged at the center of the face, an ilmenite structure (TiFeO 3 )
Becomes
【0037】図21(a)には、一軸方向に伸縮した8
面体の単位構造を示す。一軸方向に伸縮した8面体の単
位構造は、ヤーン・テラー効果によって歪んだ格子を表
現するのに適している。また、これらの変形した単位構
造は、ボラサイトのように異なる負イオンが配位してい
る場合などにも使用することができる。FIG. 21 (a) shows that 8 is expanded and contracted in one axis direction.
The unit structure of a face is shown. An octahedral unit structure that expands and contracts in a uniaxial direction is suitable for expressing a lattice distorted by the Jahn-Teller effect. Further, these modified unit structures can also be used when different negative ions are coordinated like boracite.
【0038】図21(b)には、銀紙を用いて作った正
8面体の単位構造を示す。銀紙を用いて正多面体を作る
と、面状部での光の反射によって前方に存在するスケル
トン構造の一部が面状部に映るため、多面体のスケルト
ンがあたかも透明であるかの様に見える。したがって、
これを利用して結晶モデルの立体感を強調することがで
きる。また、単位構造を銀紙と色紙を混ぜて製作する
と、銀紙の面状部に色紙からなる面状部が映るために、
見る角度(結晶方向)によって多面体のスケルトンの色
が変化するように見える。これらの特徴は、結晶構造を
空間的に把握することを容易にするので、立体を表現す
るための結晶構造モデルとしてはより好ましい。FIG. 21B shows a unit structure of a regular octahedron made by using silver paper. When a regular polyhedron is formed using silver paper, a part of the skeleton structure existing in front is reflected on the planar portion due to reflection of light on the planar portion, so that the polyhedral skeleton looks as if it is transparent. Therefore,
This can be used to enhance the stereoscopic effect of the crystal model. Also, if the unit structure is manufactured by mixing silver paper and colored paper, the planar part made of colored paper will be reflected on the planar part of silver paper,
It seems that the color of the polyhedron skeleton changes depending on the viewing angle (crystal direction). These features make it easier to spatially grasp the crystal structure, and are therefore more preferable as a crystal structure model for expressing a solid.
【0039】以上のように、本発明は種々の結晶構造を
多面体のスケルトン構造からなる単位構造の結合により
構成するものである。上記実施例では主としてイオン結
合性結晶を示す場合に好適な正8面体スケルトンを用い
たモデルと、主として共有結合性結晶を示す場合に好適
な正4面体スケルトンを用いたモデルとについて主に説
明したが、多面体単位構造としては正多面体である必要
は必ずしもなく、図20に示すように、変形した多面体
スケルトン構造を用いても同様に表現できることは明ら
かである。また、その他の多面体構造についても、正8
面体スケルトン又は正4面体スケルトンの結合により表
現することが可能である。さらに、これら以外の面数を
もつ単位構造を用いることも可能であり、例えば、体心
立方格子は正6面体のスケルトン構造をもつ単位構造に
より表現できる。ここに言うスケルトン構造とは、一般
的には、中心Oの周りに、中心Oを共有する複数の面状
体を所定の相互角度(必ずしも全て等しい角度である必
要はない。)を以て配置したものである。As described above, in the present invention, various crystal structures are formed by combining unit structures each composed of a polyhedral skeleton structure. In the above embodiment, a model using a regular octahedral skeleton suitable for mainly showing an ion-bonding crystal and a model using a tetrahedral skeleton suitable for mainly showing a covalent bonding crystal have been mainly described. However, the polyhedron unit structure does not necessarily have to be a regular polyhedron, and as shown in FIG. 20, it is apparent that the same expression can be obtained by using a modified polyhedron skeleton structure. In addition, for other polyhedral structures,
It can be represented by a combination of a tetrahedral skeleton or a regular tetrahedral skeleton. Furthermore, it is also possible to use a unit structure having a number of faces other than these. For example, a body-centered cubic lattice can be represented by a unit structure having a regular hexahedron skeleton structure. In general, the skeleton structure referred to herein is a structure in which a plurality of planar bodies sharing the center O are arranged around the center O at predetermined mutual angles (all of which are not necessarily equal to each other). It is.
【0040】上記実施例におけるスケルトン構造を持つ
各多面体単位構造U8,U4は、折り紙により形成した
側片部をもつ折り紙片を、各側片部がスケルトン構造の
面状部を構成するように複数組み合わせることによりそ
れぞれ製作している。しかし本発明に係る結晶構造モデ
ルは、例えば、合成樹脂製の薄板を上記面状部の形状に
成形し、これらの薄板を相互に嵌合することにより構成
してもよい。この場合、各単位構造U8,U4の間を接
続する接続部は、頂点に取付けられたネジやフック等、
稜線上に形成されたファスナー、嵌合リブと嵌合溝の対
などの係合部材で構成することもできる。この場合に
は、接続部が着脱自在に構成されているので、各単位構
造間の接続関係を自在に変更できる。特に、異なる配色
の面状部を相互に着脱自在に構成することにより、面状
部の配色の組合せについても自由に選択してモデルを組
み立てることが可能になる。Each of the polyhedral unit structures U8 and U4 having the skeleton structure in the above embodiment is composed of a plurality of origami pieces each having a side piece formed by origami such that each side piece forms a planar portion of the skeleton structure. Each is manufactured by combining. However, the crystal structure model according to the present invention may be configured by, for example, forming a thin plate made of a synthetic resin into the shape of the planar portion and fitting these thin plates together. In this case, the connecting portion connecting between the unit structures U8 and U4 is a screw or a hook attached to the apex.
It is also possible to use an engaging member such as a fastener formed on the ridge line, a pair of a fitting rib and a fitting groove. In this case, since the connection portion is configured to be detachable, the connection relationship between the unit structures can be freely changed. In particular, by configuring the planar portions of different colors to be detachable from each other, a model can be assembled by freely selecting combinations of the color configurations of the planar portions.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スケルトン構造により原子又はイオンの位置、結合の方
向及び距離を視覚的に表現できるとともに、結晶の周期
性やイオン配置等の結晶の幾何学的構造をも直観的に理
解することができる。また、単位構造間の接続の自由度
により複数の結晶構造を1つのモデルで表現することが
可能であり、しかも、軽量かつ柔軟な構造とすることが
可能であるという顕著な効果を奏するものである。As described above, according to the present invention,
The skeleton structure allows visual representation of the positions of atoms or ions, bonding directions and distances, and allows intuitive understanding of crystal geometric structures such as crystal periodicity and ion arrangement. Further, it has a remarkable effect that a plurality of crystal structures can be represented by one model depending on the degree of freedom of connection between the unit structures, and a lightweight and flexible structure can be obtained. is there.
【図1】本発明に係る結晶構造モデルの実施例1を示す
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing Example 1 of a crystal structure model according to the present invention.
【図2】同実施例1の一部を変形させた状態を示す斜視
図(a)、及び同実施例1の一部をさらに変形させた状
態を示す斜視図(b)である。FIG. 2A is a perspective view showing a state in which a part of the first embodiment is deformed, and FIG. 2B is a perspective view showing a state in which a part of the first embodiment is further deformed.
【図3】同実施例1に用いる多面体単位構造の製作方法
を示す説明図(a)及び同実施例1における多面体単位
構造を示す斜視図(b)である。FIGS. 3A and 3B are an explanatory view illustrating a method of manufacturing a polyhedral unit structure used in the first embodiment and a perspective view illustrating a polyhedral unit structure in the first embodiment; FIGS.
【図4】同実施例1における各多面体単位構造間の接続
部の接続状態を示す拡大斜視図である。FIG. 4 is an enlarged perspective view showing a connection state of a connection portion between the polyhedral unit structures in the first embodiment.
【図5】本発明に係る結晶構造モデルの実施例2に用い
る多面体単位構造の製作方法を示す説明図(a)及び同
実施例2における多面体単位構造を示す斜視図(b)で
ある。FIGS. 5A and 5B are an explanatory view showing a method of manufacturing a polyhedral unit structure used in a second embodiment of the crystal structure model according to the present invention, and a perspective view showing a polyhedral unit structure in the second embodiment; FIGS.
【図6】実施例2の結晶構造モデルを示す斜視図であ
る。FIG. 6 is a perspective view showing a crystal structure model of Example 2.
【図7】実施例1のルチル構造を示す結品構造モデルを
各々異なる面方向から見た斜視図に代わる写真(a)及
び(b)である。FIGS. 7A and 7B are photographs (a) and (b) in place of perspective views of the product structure model showing the rutile structure of Example 1 viewed from different plane directions.
【図8】実施例1のルチル構造を示す結品構造モデルを
別の面方向から見た斜視図に代わる写真である。FIG. 8 is a photograph replacing a perspective view of the product structure model showing the rutile structure of Example 1 viewed from another surface direction.
【図9】実施例1を変形させることにより表現できるマ
ルカサイト構造を示す結晶構造モデルの斜視図に代わる
写真である。FIG. 9 is a photograph replacing a perspective view of a crystal structure model showing a marcasite structure that can be expressed by modifying Example 1.
【図10】実施例1を面心立方格子に変形させた結晶構
造モデルを示す斜視図に代わる写真である。FIG. 10 is a photograph replacing a perspective view showing a crystal structure model obtained by transforming Example 1 into a face-centered cubic lattice.
【図11】スピネル構造を示す結品構造モデルを各々異
なる方向から見た斜視図に代わる写真(a)及び(b)
である。FIGS. 11A and 11B are photographs (a) and (b) each of which is a perspective view in which a product structure model showing a spinel structure is viewed from different directions.
It is.
【図12】スピネル構造を示す結品構造モデルを他の各
々異なる方向から見た斜視図に代わる写真(a)及び
(b)である。FIGS. 12A and 12B are photographs (a) and (b) of perspective views of the product structure model showing the spinel structure viewed from different directions.
【図13】パイロクロア構造を示す結晶構造モデルを各
々異なる方向から見た斜視図に代わる写真(a)及び
(b)である。FIGS. 13A and 13B are photographs (a) and (b) in place of perspective views of a crystal structure model showing a pyrochlore structure viewed from different directions.
【図14】ホタル石構造を示す結晶構造モデル(実施例
2)を、従来例と類似の多面体構造モデルと並べて各々
異なる方向から見た斜視図に代わる写真(a)及び
(b)である。FIGS. 14A and 14B are photographs (a) and (b) in which a crystal structure model (Example 2) showing a fluorite structure is replaced with a perspective view in which the polyhedral structure model similar to the conventional example is viewed from different directions.
【図15】ホタル石構造を示す結晶構造モデル(実施例
2)を他の異なる方向から見た斜視図に代わる写真
(a)及び同モデルを2分割した状態を示す斜視図に代
わる写真(b)である。FIG. 15 is a photograph (a) replacing a perspective view of a crystal structure model (Example 2) showing a fluorite structure viewed from another direction, and a photograph (b) replacing a perspective view showing a state where the model is divided into two parts. ).
【図16】正方晶系タングステンブロンズ構造の基本構
造クラスターを示す平面図に代わる写真(a)及び正方
晶系タングステンブロンズ構造を示す結晶構造モデルの
平面図に代わる写真(b)である。FIGS. 16A and 16B are a photograph (a) replacing a plan view showing a basic structure cluster of a tetragonal tungsten bronze structure and a photograph (b) replacing a plan view of a crystal structure model showing a tetragonal tungsten bronze structure.
【図17】六方晶系タングステンブロンズ構造の基本構
造クラスターを示す平面図に代わる写真(a)及び六方
晶系タングステンブロンズ構造を示す結晶構造モデルの
平面図に代わる写真(b)である。FIGS. 17A and 17B are a photograph (a) replacing a plan view showing a basic structural cluster of a hexagonal tungsten bronze structure and a photograph (b) replacing a plan view of a crystal structure model showing a hexagonal tungsten bronze structure.
【図18】ベブロスカイト構造の結晶構造モデルを示す
斜視図に代わる写真(a)及びYBCO構造の結晶構造
モデルを示す斜視図に代わる写真(b)である。FIGS. 18A and 18B are a photograph (a) replacing a perspective view showing a crystal structure model of a bebroskite structure and a photograph (b) replacing a perspective view showing a crystal structure model of a YBCO structure.
【図19】ペプロスカイト構造の結晶構造モデルとYB
CO構造の結晶構造モデルとを並べて各々異なる方向か
ら見た斜視図に代わる写真(a)及び(b)である。FIG. 19 shows a crystal structure model of a peproskite structure and YB
It is a photograph (a) and (b) which substitute a perspective view which looked at a crystal structure model of a CO structure from a different direction, respectively.
【図20】コランダム構造を示す結晶構造モデルの斜視
図に代わる写真である。FIG. 20 is a photograph replacing a perspective view of a crystal structure model showing a corundum structure.
【図21】一軸方向に伸縮した正8面体スケルトンの単
位構造の形状例を示す斜視図に代わる写真(a)及び銀
紙を用いて製作した正8面体スケルトンの単位構造を示
す斜視図に代わる写真(b)である。FIGS. 21A and 21B are photographs in place of a perspective view showing a shape example of a unit structure of a regular octahedral skeleton expanded and contracted in a uniaxial direction, and photographs in place of a perspective view showing a unit structure of a regular octahedral skeleton manufactured using silver paper; (B).
2 接着剤 3 紐(条体) 4,5 折り紙(薄肉シート) U8 (正8面体のスケルトン構造をもつ)多面体単位
構造 U4 (正4面体のスケルトン構造をもつ)多面体単位
構造 J1,J2 接続部 O 中心 P 頂点 Q 面状部 T 稜線2 Adhesive 3 String (strip) 4,5 Origami (thin sheet) U8 (has regular octahedral skeleton structure) Polyhedral unit structure U4 (has regular tetrahedral skeleton structure) Polyhedral unit structure J1, J2 Connection O Center P Vertex Q Planar part T Edge
Claims (8)
点の周りに配置された複数の面状部が相互に交差線にて
接続し、前記面状部の直線状の外縁が稜線を形成し、前
記稜線が相互に接続して頂点を形成するように構成され
ており、前記稜線が多面体の各面間の稜線に相当し、前
記頂点が多面体の頂点に相当するように構成されたスケ
ルトン構造をもつ複数の多面体単位構造を、前記頂点及
び/又は前記稜線において接続部を設け、相互に結合さ
せてなる結晶構造モデルであって、前記中心点及び前記頂点が原子若しくはイオンの位置を
表現し、前記交差線及び前記稜線が前記原子間若しくは
前記イオン間の結合距離及び結合角を表現している こと
を特徴とする結晶構造モデル。A common connection at a center point, said center
Multiple planar parts arranged around a point intersect each other
Connected, the straight outer edge of the planar portion forms a ridge line,
The ridge lines are configured to connect with each other to form a vertex.
And the ridge line corresponds to the ridge line between each face of the polyhedron,
A crystal formed by connecting a plurality of polyhedral unit structures having a skeleton structure in which the vertexes correspond to the vertices of a polyhedron with connecting portions at the vertices and / or the ridge lines and connecting them together In a structural model, the center point and the apex indicate positions of atoms or ions.
Express, the intersection line and the ridge line are between the atoms or
A crystal structure model expressing a bond distance and a bond angle between the ions .
の接続部は、接続された複数の前記多面体単位構造を相
対的に回動可能に結合していることを特徴とする結晶構
造モデル。2. The crystal structure model according to claim 1, wherein the connecting portion of the polyhedral unit structure connects the plurality of connected polyhedral unit structures so as to be relatively rotatable.
性を有する条体により構成されていることを特徴とする
結晶構造モデル。3. The crystal structure model according to claim 2, wherein the connecting portion is formed of a flexible strip.
における一部の前記面状部は、他の面状部とは異なる表
面特性を呈するように形成されていることを特徴とする
結晶構造モデル。4. A crystal structure model according to claim 1, wherein a part of said planar portion in said polyhedral unit structure is formed so as to exhibit surface characteristics different from those of other planar portions. .
であることを特徴とする結晶構造モデル。5. The crystal structure model according to claim 4, wherein the surface characteristic is a color.
は、薄肉シートを折曲させることにより形成されている
ことを特徴とする結晶構造モデル。6. The crystal structure model according to claim 1, wherein the polyhedral unit structure is formed by bending a thin sheet.
は、正4面体、正6面体又は正8面体のスケルトン構造
を有することを特徴とする結晶構造モデル。7. The crystal structure model according to claim 1, wherein the polyhedral unit structure has a regular tetrahedron, regular hexahedron or regular octahedron skeleton structure.
光反射面であることを特徴とする結晶構造モデル。8. The crystal structure model according to claim 1, wherein the surface of the planar portion is a light reflecting surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6074415A JP2790247B2 (en) | 1994-03-19 | 1994-03-19 | Crystal structure model |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6074415A JP2790247B2 (en) | 1994-03-19 | 1994-03-19 | Crystal structure model |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07261657A JPH07261657A (en) | 1995-10-13 |
| JP2790247B2 true JP2790247B2 (en) | 1998-08-27 |
Family
ID=13546550
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| JP (1) | JP2790247B2 (en) |
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| JPH04149497A (en) * | 1990-10-11 | 1992-05-22 | Yuichi Minamitani | Polyhedron composed of five regular hexahedral elements |
| JP3114865U (en) * | 2005-07-15 | 2005-10-27 | 株式会社クリエイション団 | caster |
-
1994
- 1994-03-19 JP JP6074415A patent/JP2790247B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07261657A (en) | 1995-10-13 |
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