Co to jest czworościenny?

Czworościenny jest przymiotnikiem odnoszącym się do obiektu, który ma geometryczny kształt czworościanu. Czworościan ma trójwymiarowy kształt z czterema trójkątnymi powierzchniami. Czworościenne geometrie są powszechne w wiązaniach węglowych i innych wiązaniach chemicznych. Regularny czworościan, w którym wszystkie cztery twarze są identyczne, ma kilka unikalnych cech.

Czworościan jest również nazywany trójkątną piramidą, ponieważ piramidy mają czworoboczną podstawę, zwykle kwadratową. Cztery powierzchnie tworzą powierzchnię stałego czworościanu. Trzy krawędzie spotykają się w każdym wierzchołku lub punkcie. Kształt ma sześć krawędzi i cztery wierzchołki. Żadna z twarzy nie jest równoległa do drugiej. Wszystkie sześć krawędzi ma jednakową długość w regularnym czworościanie.

Czworościenny kształt może być krótki z szeroką podstawą lub wysoki i wąski. Kształt jest bardzo stabilny w krótszych lub regularnych konfiguracjach. Nawet wysokie czworościany są stabilne, jeśli wywierany jest tylko nacisk w dół.

Jack oznacza podnoszenie karoserii samochodowych często czworościanami. Trzy podstawowe wierzchołki nie będą się kołysać, a siła pionowa skierowana w dół równomiernie rozłoży się wzdłuż trzech nóg. Nogi statywu do przechowywania grafiki, aparatu lub lamp tworzą czworościan. Stożek z kółkiem jako podstawą jest prawie tak samo stabilny, jeśli podstawa spoczywa na płaskiej powierzchni. Gateway Arch w St. Louis w stanie Missouri jest wytłoczonym kształtem wolno obracającego się i wyginającego się czworościanu.

Zasadniczo wszystkie nasycone związki węgla, co oznacza te związki, które nie zawierają wiązania podwójnego lub potrójnego, mają kształt czworościenny. Cząsteczka metanu, CH4, najprostszy z tych związków, jest doskonałym czworościanem, z atomem węgla w środku i atomem wodoru na każdym wierzchołku. Wiele związków krzemu, germanu i cyny przyjmuje kształty czworościenne.

Związki chemiczne sprzyjają czworościennemu kształtowi, ponieważ atomy związane z atomem centralnym są szeroko rozproszone w przestrzeni. Ponieważ mają taką samą lub podobną biegunowość, zewnętrzne atomy będą się odpychać. Kąty wiązania wynoszą 109,5 stopnia w metanie, co jest największym możliwym stopniem separacji dla atomu z czterema wiązaniami. Dla trzech atomów największy kąt wiązania wynosi 120 stopni, niewiele więcej niż dla czterech atomów.

Czworościenne kształty dobrze się pakują i mogą całkowicie wypełnić sześcienną przestrzeń, jeśli każda inna warstwa zostanie odwrócona. Kule o jednakowych promieniach, upakowane tak gęsto, jak to możliwe, tworzą wnęki między kulami, które są regularnymi czworościanami. Tego rodzaju obserwacje są ważne w krystalografii i wyjaśnianiu struktury regularnie powtarzających się ciał stałych.