Kas ir tetraedris?

Tetraedris ir īpašības vārds, kas attiecas uz objektu, kam ir tetraedra ģeometriskā forma. Tetraedrs ir trīsdimensiju forma ar četrām trīsstūrveida virsmām. Tetraedriskās ģeometrijas ir izplatītas oglekļa saitēs un citās ķīmiskajās saitēs. Regulārajam tetraedram, kurā visas četras sejas ir identiskas, ir vairākas unikālas iezīmes.
Tetraedru sauc arī par trīsstūrveida piramīdu, jo piramīdām ir četrstūra pamatne, parasti kvadrāts. Četras skaldnes veido cieta tetraedra virsmas laukumu. Katrā virsotnē vai punktā satiekas trīs malas. Formai ir sešas malas un četras virsotnes. Neviena no sejām nav paralēla citai. Visas sešas malas ir vienāda garuma regulārā tetraedrā.

Tetraedriska forma var būt īsa ar platu pamatni vai augsta un šaura. Forma ir ļoti stabila tās īsākās vai regulārās konfigurācijās. Pat augsti tetraedri ir stabili, ja tiek izdarīts tikai spiediens uz leju.
Jack apzīmē automašīnu virsbūves paaugstināšanu bieži vien ir tetraedri. Trīs pamata virsotnes nesašūpojas, un vertikālais spēks lejup vienādi izplatās pa trim kājām. Statīva kājas mākslas darbu, kameras vai gaismas turēšanai veido tetraedru. Konuss, kura pamatne ir aplis, ir gandrīz tikpat stabils, ja pamatne balstās uz līdzenas virsmas. Vārtu arka Sentluisā, Misūri štatā, ir ekstrudēta lēni rotējoša un izliekta tetraedra forma.

Būtībā visi piesātinātie oglekļa savienojumi, proti, tie savienojumi, kas nesatur dubulto vai trīskāršo saiti, ir tetraedriskas formas. Metāna molekula CH4, vienkāršākais no šiem savienojumiem, ir ideāls tetraedrs ar oglekļa atomu centrā un ūdeņraža atomu katrā virsotnē. Daudziem silīcija, germānija un alvas savienojumiem ir tetraedriskas formas.

Ķīmiskie savienojumi dod priekšroku tetraedriskai formai, jo atomi, kas saistīti ar centrālo atomu, ir plaši izkliedēti telpā. Tā kā tiem ir vienāda vai līdzīga polaritāte, ārējie atomi atgrūž viens otru. Saites leņķi metānā ir 109.5 grādi, kas ir lielākā iespējamā atdalīšanas pakāpe atomam ar četrām saitēm. Trīs atomiem lielākais saites leņķis ir 120 grādi, kas nav tik daudz lielāks par četriem atomiem.

Tetraedriskās formas ir labi iepakotas un var pilnībā aizpildīt kubisko telpu, ja katrs otrais slānis ir apgriezts. Vienāda rādiusa sfēras, kas sablīvētas pēc iespējas blīvāk, veido dobumus starp sfērām, kas ir regulāri tetraedri. Šāda veida novērojumi ir svarīgi kristalogrāfijā un regulāri atkārtojošo cietvielu struktūras noskaidrošanā.