Skala wielkości spotykanych w krystalografii: Rozmiar komórki elementarnej: od 2 Å do kilkadziesięciu Å. Sieci Bravais go. Body-Centered Cubic (I)

Transkrypt

1 Skl wielkośi spotyknyh w krystlogrfii: Średni tomu wodoru: 10 Rozmir komórki elementrnej: od 2 Å do kilkdziesięiu Å o D = 1*10 m = 1A Siei Brvis go regulrne Simple prymitywn Cubi (P) Wewnętrznie Body-Centered Cubi (I) entrown (b) Fe-Centered Śiennie Cubi (F) entrown (f) Simple Body-Centered Tetrgonlne: (P) prymitywn Tetrgonl (I) i wewnętrznie entrown

2 Siei Brvis go b b Bse-Centered Orthorhombi (C) Fe-Centered Orthorhombi (F) Rhombohedrl (R) α α α Hexgonl (H) 120º Simple Orthorhombi (P) Body-Centered Orthorhombi (I) b b Rombowe romboedryzn heksgonln Siei Brvis go b b β β Simple Monolini (P) Bse-Centered Monolini (C) b α β γ Trilini (P) trójskośn jednoskośne

3 Jeżeli znmy: Symbol grupy przestrzennej (zyli wszystkie przeksztłeni symetrii); Prmetry komórki elementrnej; Współrzędne tomów bzy tomowej; To wiemy o krysztle wszystko W krystlogrfii, fizye ił stłego i inżynierii mteriłowej posługujemy się również pojęimi, które są mniej bstrkyjne i w bezpośredni sposób zwierją informje o wielu włsnośih krysztłów. Są to, między innymi: Lizb węzłów lbo tomów w komóre elementrnej; Promień tomowy lub jonowy; Gęstość upkowni; Lizb koordynyjn; Wielośin koordynyjny;

4 Lizb węzłów lbo tomów w komóre elementrnej Jk polizyć tomy w komóre elementrnej? Lizb węzłów lbo tomów w komóre elementrnej Struktur regulrn objętośiowo entrown (b): = 2 8 Struktur regulrn płsko entrown (f): = 4 8 2

5 Promień tomowy lub jonowy Przybliżenie twrdyh kul: w krystlogrfii zkłd się, że tomy (jony) są twrdymi, sztywnymi kulmi o pewnym promieniu R, struktur krystlizn jest stbiln wtedy, gdy tomy będąe njbliżej siebie stykją się. Jest to przybliżenie! Promień tomowy lub jonowy N przykłd: w strukturze regulrnej entrownej, tomy stykją się wzdłuż przekątnej śiny sześinu: ih ztery promienie są równe długośi przekątnej. 2 = 4R

6 Gdy w komóre elementrnej są różne tomy, np. w przypdku CsCl: R + R Cs Cl = d 3 2 Gęstość upkowni komórki elementrnej Stosunek objętośi zjętej przez tomy zwrte w komóre elementrnej do jej objętośi. Np. w strukturze f: w komóre są 4 tomy 2 = 4R 4 4 π R V 4tomów = 3 V komórki 3 3 = 0.74

7 Lizb koordynyjn Lizb njbliższyh sąsidów N przykłd, w strukturze b lizb koordynyjn wynosi: 8 Wielośin koordynyjny Wielośin, w którego środku znjduje się dny tom (jon), w wierzhołkh tomy (jony) sąsiednie, w dnym kierunku njbliższe. N przykłd w krysztle perowskitu wielośin wokół tomu tytnu: 8-śin

8 Wielośin koordynyjny N przykłd w krysztle kwru tomy tlenu wokół tomu krzemu tworzą zworośin: PRZYKŁADY RZECZYWISTYCH STRUKTUR KRYSTALICZNYCH: Krysztły jednoskłdnikowe

9 Struktury gęsto upkowne Regulrn płsko entrown i Heksgonln gęsto upkown Njpierw trzeb upkowć kule n powierzhni: 2 1

10 Nstępnie: drug wrstw kule drugiej wrstwy znjdują się nd wgłębienimi w wrstwie pierwszej nd o drugim wgłębieniem (1 lub 2) 1 Przy ukłdniu wrstwy trzeiej mmy dwie możliwośi: Wrstw trzei Nd kulmi wrstwy pierwszej (sekwenj ABABAB..); Nd niezjętymi poprzednio wgłębienimi w wrstwie pierwszej (sekwenj ABCABC...)

11 ABABABAB.. W rezultie powstje struktur heksgonln gesto upkown (hp) Struktur heksgonln gęsto upkown

12 Struktur heksgonln gęsto upkown Ilość tomów w komóre: 6 Lizb koordynyjn: 12 Gęstość upkowni: 0.74 Płszzyzny njgęśiej upkowne: (001) Stłe siei są związne ze sobą zleżnośią: = 8 3 Struktur heksgonln gęsto upkown Jest to struktur heksgonln z bzą dwutomową! 0,0,0 1/3, 1/3, 1/2

13 Struktur heksgonln gęsto upkown W strukturze tej (hp, A2) krystlizują np: Be, Cd, α-co, Hf, Ru, S, Ti, Y, Zn, α-zr, Mg ABCABCABC.. W rezultie tkiego upkowni powstje struktur regulrn płsko entrown (b).

14 N tym rysunku jeszze lepiej widć (sześin zostł nieo obróony) regulrną komórkę elementrną entrowną śiennie: ABCABCABC.. Struktur regulrn płsko entrown Ilość tomów w komóre: 4 Lizb koordynyjn: 12 Gęstość upkowni: 0.74 Płszzyzny njgęśiej upkowne: (111)

15 Struktur regulrn płsko entrown Komórk i wektory prymitywne: Struktur regulrn płsko entrown (śiennie entrown) W strukturze płsko entrownej krystlizują między innymi: - Metle - Gzy szlhetne A Å Au Å Ni Ag Å Å Pt Cu Å Å Pb Å In Å Al Å Ir Å

16 Czym różnią się (opróz ksztłtu komórki) te struktury? Symetrią struktur regulrn płsko entrown m wyższą symetrię. Ilośią płszzyzn gęsto upkownyh: w f: {111} w hp: {001} Inne struktury pierwistków Mniej gęsto upkowne

17 Struktur regulrn wewnętrznie (objętośiowo) entrown Ilość tomów w komóre: 2 Lizb koordynyjn: 8 Gęstość upkowni: 0.68 Płszzyzny njgęśiej upkowne: {111} W strukturze tej (b, A2) krystlizują np.: Cr, α-fe, Mo, Nb, T, V, W Struktur dimentu Ilość tomów w komóre: 8 Lizb koordynyjn: 4 Gęstość upkowni: 0.34 W strukturze dimentu krystlizują m.in.: C ( = 3,5668Å), Ge (5,6575Å), Si (5,4307Å), α-sn (6,4912Å) UWAGA: struktur dimentu nie jest sieią Brvis go. Jest to sieć f z bzą dwutomową : (np. 000 i ¾ ¼ ¼ )

18 Struktur grfitu ZWIĄZKI CHEMICZNE

19 Struktur hlorku ezu W strukturze tej krystlizują: Związki między metlmi: AgCd, AgMg, AgZn, AuMg, AuZn, BeCo, BeCu,BePd, CTl, CAl, MgTl, NiAl i inne; Związki jonowe: CsBr, CsCl, CsI Struktur hlorku sodu Brdzo wiele związków krystlizuje w strukturze hlorku sodu, np.: AgBr, BO, BS, MnO, MnS, MnO, MnSe, KI, LiBr, LiCl, RbCl, RbI, NF, NCl, NBr, TiN, TiC,..

20 Struktur blendy ynkowej Związki jonowe - CuCl,CuF,CuI,.. np. AgI, ZnS, Wiele wżnyh półprzewodników- InSb, InAs, GAs, GSb, CdS,.. Struktur fluorytu Wiele związków typu AB 2 (AuAl 2, BCl 2, N 2 O, ZrO 2 i inne)

21 Struktur perowskitu (CTiO 3 ) duży ktion - w nrożh, mły -w środku, nion - n środkh śin Wiele związków typu ABO 3