Chemia nieorganiczna. Copyright 2000 by Harcourt, Inc. All rights reserved.

Transkrypt

1 Chemia nieorganiczna 1. Układ okresowy metale i niemetale 2. Oddziaływania inter- i intramolekularne 3. Ciała stałe rodzaje sieci krystalicznych 4. Przewodnictwo ciał stałych

2 Pierwiastki 1 1 H 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb 55 Cs 87 Fr Be 12 Mg 20 Ca 38 Sr 56 Ba 88 Ra 21 Sc 39 Y 57 La 89 Ac 22 Ti 40 Zr 72 Hf 104 Unq 23 V 41 Nb 73 Ta 105 Unp metale 24 Cr 42 Mo 74 W 106 Unh 25 Mn 43 Tc 75 Re 107 Uns 26 Fe 44 Ru 76 Os 108 Uno 27 Co 45 Rh 77 Ir 109 Une niemetale Ni 46 Pd 78 Pt 110 Uun 29 Cu 47 Ag 79 Au 111 Uuu 30 Zn 48 Cd 80 Hg 5 B 13 Al 31 Ga 49 In 81 Tl 6 C 14 Si 32 Ge 50 Sn 82 Pb 7 N 15 P 33 As 51 Sb 83 Bi 8 O 16 S 34 Se 52 Te 84 Po 9 F 17 Cl 35 Br 53 I 85 At 18 2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe 86 Rn 2

3 Niemetale Węgiel 1s 2 2s 2 2p 2 hybrydyzacja atomów węgla 3

4 Niemetale Węgiel diament grafit odmiany alotropowe o różnych strukturach krystalicznych 4

5 Niemetale Węgiel diament grafit sp 3 sp 2 odmiany alotropowe o różnych strukturach krystalicznych 5

6 Niemetale Węgiel diagram fazowy Diamond Pressure (Pa) 10 9 Graphite Liquid W jakich warunkach można prowadzić przemianę grafitu w diament? 10 7 Vapor Temperature (K)

7 Niemetale Węgiel grafit Jakie właściwości wynikają ze struktury grafitu? - anizotropowość 7

8 Niemetale Węgiel grafit Jakie właściwości wynikają ze struktury grafitu? - anizotropowość - przewodnictwo elektryczne 8 tworzenie zdelokalizowanego orbitalu π reserved. Copyright 2000 by Harcourt, Inc. All rights

9 Niemetale Węgiel fuleren C 60 odmiana alotropowa węgla 9

10 Niemetale? Krzem 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 German 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 3d 10 4s 2 4p 2 10

11 Półmetale Krzem German 11

12 Półprzewodniki Struktura pasmowa pasmo przewodnictwa energia najniższy nieobsadzony poziom przerwa energetyczna e najwyższy obsadzony poziom pasmo walencyjne 12

13 Półprzewodniki Domieszki Si+B Si+As typ p typ n 13

14 Półprzewodniki Domieszki typ p typ n 14

15 Półprzewodniki Struktura pasmowa poziom elektronowy akceptora poziom elektronowy donora energia przerwa energetyczna typ p typ n elektrony dziury 15

16 Półprzewodniki Jak działa dioda? 16

17 Półprzewodniki Jak działa dioda? 17

18 Sieci krystaliczne molekularne 18

19 Sieci molekularne Woda 18_390 struktura lodu Oxygen Hydrogen 19

20 Sieci krystaliczne jonowe 20

21 Sieci jonowe Me x O y Me x S y MeX y (X=F, Cl) Jak są zorganizowane podsieci? podsieci: anionowa kationowa 21

22 Sieci jonowe Podsieć anionowa regularna płasko centrowana fcc A B C A B A heksagonalna hcp 22

23 Sieci jonowe Podsieć anionowa typu fcc luki oktaedryczne luki tetraedryczne 23

24 Sieci jonowe Przykłady 24

25 Sieci jonowe Struktura NaCl luki tetraedryczne luki oktaedryczne Cl - Na + Podsieć Cl - typu fcc Na + w lukach oktaedrycznych 25

26 Sieci jonowe Struktura ZnS Cl - Na + Podsieć S 2- typu fcc Zn 2+ w polowie luk tetraedrycznych 26

27 Sieci jonowe Struktura CaF 2 luki tetraedryczne luki oktaedryczne Ca 2+ F - Podsieć Ca 2+ typu fcc F - w lukach tetraedrycznych 27

28 Sieci jonowe Przykład Ile jonów Na + i Cl - przypada na komórkę elementarną w sieci krystlicznej NaCl? Podsieć Cl - regularna płasko centrowana typ fcc Liczba rogów = 8 Liczba ścian = 6 Liczba sąsiednich sześcianów w danym rogu = 8 Liczba sąsiednich sześcianów dla ściany = 2 Liczba Cl - na komórkę elementarną: = ) 28

29 Sieci jonowe Przykład Ile jonów Na + i Cl - przypada na komórkę elementarną w sieci krystlicznej NaCl? Podsieć Na + regularna płasko centrowana typ fcc Liczba krawędzi = 12 Środek sześcianu = 1 Liczba sąsiednich sześcianów na danej krawędzi = 4 Liczba sześcianów dla jonu Na + w centrum = 1 Liczba Na + na komórkę elementarną: = 4 4 ) 29

30 Ciała stałe Podsumowanie atomowe molekularne jonowe metaliczne Niemetaliczne/ kowalencyjne Grupa 8 w węźw ęźle sieci atomy metalu atomy niemetalu atomy gr. 8 cząsteczki jony wiązania/ oddziaływania kowalencyjne zdelokalizowane kowalencyjne skierowane dyspersyjne dipolowe dyspersyjne jonowe właściwości dobre przewodniki ciepła a i prądu słabe przewodniki prądu lub półprzewodnikiprzewodniki duża a twardość niskie temperatury topnienia mała a twardość małe przewodnictwo duża a twardość wysokie temperatury topnienia małe e przewodnictwo przykłady Na, Cu, Fe itd.. diament, grafit Ar, Xe lód d (H 2 O) Suchy lód l d CO 2 NaCl,, CaF 2 30

31 Struktura pasmowa Podsumowanie Jakie własności wynikają z krystalicznej budowy ciał stałych? pasmo przewodnictwa energia przerwa energetyczna pasmo walencyjne przewodniki półprzwewodniki izolary 31

32 Nadprzewodniki temperatura, K rok Film: nadprzewodnictwo.mov 32

33 Nadprzewodniki 33