Wykład 4: Struktura krystaliczna

Podobne dokumenty
Sieć przestrzenna. c r. b r. a r. komórka elementarna. r r

S 2, C 2h,D 2h,D 3d,D 4h, D 6h, O h

STRUKTURA CIAŁA STAŁEGO

MATERIA. = m i liczby całkowite. ciała stałe. - kryształy - ciała bezpostaciowe (amorficzne) - ciecze KRYSZTAŁY. Periodyczność

Krystalografia. Typowe struktury pierwiastków i związków chemicznych

STRUKTURA KRYSTALICZNA

BUDOWA KRYSTALICZNA CIAŁ STAŁYCH. Stopień uporządkowania struktury wewnętrznej ciał stałych decyduje o ich podziale

Układy krystalograficzne

Fizyka Ciała Stałego

Aby opisać strukturę krystaliczną, konieczne jest określenie jej części składowych: sieci przestrzennej oraz bazy atomowej.

Układ regularny. Układ regularny. Możliwe elementy symetrii: Możliwe elementy symetrii: 3 osie 3- krotne. m płaszczyzny przekątne.

Wykład 5. Komórka elementarna. Sieci Bravais go

Elementy teorii powierzchni metali

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Struktura krystaliczna. Struktura krystaliczna

Uniwersytet Śląski Instytut Chemii Zakład Krystalografii. Laboratorium z Krystalografii. 2 godz. Komórki Bravais go

Materiałoznawstwo optyczne KRYSZTAŁY

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

STRUKTURA KRYSZTAŁÓW

Położenia, kierunki, płaszczyzny

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA w elektronice

STRUKTURA MATERIAŁÓW

Chemia nieorganiczna. Pierwiastki. niemetale Be. 27 Co. 28 Ni. 26 Fe. 29 Cu. 45 Rh. 44 Ru. 47 Ag. 46 Pd. 78 Pt. 76 Os.

Podstawy krystalochemii pierwiastki

Wykład 5 Otwarte i wtórne operacje symetrii

Właściwości kryształów

MATERIAŁOZNAWSTWO Wydział Mechaniczny, Mechatronika, sem. I. dr inż. Hanna Smoleńska

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej. Mateusz Goryca

Fizyka Ciała Stałego. Struktura krystaliczna. Struktura amorficzna

Chemia nieorganiczna. Pierwiastki. niemetale Be. 27 Co. 28 Ni. 26 Fe. 29 Cu. 45 Rh. 44 Ru. 47 Ag. 46 Pd. 78 Pt. 76 Os.

Zastosowanie teorii grup. Grupy symetrii w fizyce i chemii.

Rodzina i pas płaszczyzn sieciowych

Fizyka Ciała Stałego. Struktura krystaliczna. Struktura amorficzna

Rozwiązanie: Zadanie 2

Tradycyjny podział stanów skupienia: fazy skondensowane

STRUKTURA MATERIAŁÓW. Opracowanie: Dr hab.inż. Joanna Hucińska

Wiązania chemiczne. Związek klasyfikacji ciał krystalicznych z charakterem wiązań atomowych. 5 typów wiązań

Elementy teorii powierzchni metali

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

ROZDZIAŁ I. Symetria budowy kryształów

Budowa ciał stałych. sieć krystaliczna układy krystalograficzne sieć realna defekty wiązania w ciałach stałych

WYKŁAD HISTORIA GEOLOGII starożytność XVI-XVII wiek XVIII-XIX wiek (początki) kamienie milowe WSTĘP DO NAUK O ZIEMI

Dr inż. Zbigniew Szklarski

Dr inż. Zbigniew Szklarski

KRYSTALOGRAFIA Studia pierwszego stopnia, stacjonarne II rok

Elementy symetrii makroskopowej.

Podstawowe pojęcia opisujące sieć przestrzenną

Grupy przestrzenne i ich symbolika

3. Operacje symetrii, macierze operacji symetrii. Grupy punktowe. Przypisywanie grupy punktowej dla zadanych obiektów

Struktura energetyczna ciał stałych. Fizyka II dla EiT oraz E, lato

Wstęp. Krystalografia geometryczna

Chemia ciała stałego. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Dr inż. Zbigniew Szklarski

Krystalografia i krystalochemia Wykład 15 Repetytorium

1. Rodzaje tektokrzemianów. 2. Formy strukturalne dwutlenku krzemu. 3. Naturalne odmiany SiO Wysokociśnieniowe odmiany SiO 2.

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE PLASTYCZNOŚĆ. Zmiany makroskopowe. Zmiany makroskopowe

Klasyfikacja przemian fazowych

Struktura energetyczna ciał stałych. Fizyka II, lato

Stereometria bryły. Wielościany. Wielościany foremne

Metody badań monokryształów metoda Lauego

Wykład 9 Wprowadzenie do krystalochemii

Inne koncepcje wiązań chemicznych. 1. Jak przewidywac strukturę cząsteczki? 2. Co to jest wiązanie? 3. Jakie są rodzaje wiązań?

SUROWCE I RECYKLING. Wykład 2

STRUKTURA IDEALNYCH KRYSZTAŁÓW

Transport jonów: kryształy jonowe

AKADEMIA GÓRNICZO- HUTNICZA WYDZIAŁ ODLEWNICTWA KATEDRA INŻYNIERII PROCESÓW ODLEWNICZYCH

Proste struktury krystaliczne

Opracowanie: mgr inż. Antoni Konitz, dr hab inż. Jarosław Chojnacki Politechnika Gdańska, Gdańsk 2007, 2016

Repeta z wykładu nr 3. Detekcja światła. Struktura krystaliczna. Plan na dzisiaj

Wykład 1. Symetria Budowy Kryształów

STRUKTURA CIAŁA STAŁEGO. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Chemia ciała stałego. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Kryształy w nauce i technice

Wykład II Sieć krystaliczna

WYKŁAD HISTORIA GEOLOGII starożytność XVI-XVII wiek XVIII-XIX wiek (początki) kamienie milowe WSTĘP DO NAUK O ZIEMI

Arkusze zadań do ćwiczeń z podstaw fizyki ciała stałego Marek Izdebski

NOWA STRONA INTERNETOWA PRZEDMIOTU:

Elektrolity wykazują przewodnictwo jonowe Elektrolity ciekłe substancje rozpadające się w roztworze na jony

INŻYNIERIA NOWYCH MATERIAŁÓW

Stany skupienia materii

Materiały Reaktorowe. - wiązanie chemiczne. - budowa ciał stałych - struktura pasmowa

1. Podstawowe pojęcia. Stechiometria w komórce elementarnej. Wyznaczanie gęstości teoretycznej kryształu. Zamiana baz w układach współrzędnych

Teoria VSEPR. Jak przewidywac strukturę cząsteczki?

Geometria cząsteczek wieloatomowych. Hybrydyzacja orbitali atomowych.

KRYSTALOGRAFIA Crystallography. Poziom przedmiotu Studia I stopnia Liczba godzin/tydzień 2W, 1Ćw PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Model wiązania kowalencyjnego cząsteczka H 2

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: JFT s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Metody dyfrakcyjne do wyznaczania struktury krystalicznej materiałów

Temat 3. Nauka o materiałach. Budowa metali i stopów

Dyfrakcja rentgenowska (XRD) w analizie fazowej Wykład 7

Kinetyka zarodkowania

4. STRUKTURA KRYSZTAŁÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH. Irena Zubel Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocławska (na prawach rękopisu)

Ciała stałe. Ciała krystaliczne. Ciała amorficzne. Bardzo często mamy do czynienia z ciałami polikrystalicznymi, rzadko monokryształami.

Elektrolity wykazują przewodnictwo jonowe Elektrolity ciekłe substancje rozpadające się w roztworze na jony

Sprawdzian całoroczny kl. II Gr. A x

Wykład 14 Przejścia fazowe

Struktura kryształów. Kittel, rozdz. 1 (Uwaga błędna terminologia!) Ashcroft, Mermin, rozdz.

Laboratorium z Krystalografii. 2 godz.

Chemia I Semestr I (1 )

XII. GEOMETRIA PRZESTRZENNA GRANIASTOSŁUPY

Transkrypt:

Wykład 4: Struktura krystaliczna Wg Blicharskiego, Wstęp do materiałoznawstwa http://webmineral.com/

Komórka elementarna

Geometria komórki Dla zdefiniowania trójwymiarowej komórki elementarnej należy podać trzy krawędzie i trzy kąty

7 układów krystalograficznych Układy krystalograficzne są uporządkowane według malejącej symetrii: - w układzie regularnym (sześcian) trzy krawędzie są równe i kąty wynoszą 90º - w układzie tetragonalnym sześcian zamienia się w prostopadłościan, o podstawie kwadratu -w układzie rombowym pozostaje prostopadłościan ale podstawa nie jest już kwadratem -układ trygonalny przypomina romb, ale w trzech wymiarach -układ heksagonalny ma w podstawie sześciokąt foremny (komórka elementarna to 1/3 tej podstawy) -układ jednoskośny to zgnieciony (w jednym kierunku) prostopadłościan -układ trójskośny jest zgnieciony w trzech kierunkach

7 układów krystalograficznych Układy krystalograficzne są uporządkowane według malejącej symetrii: - w układzie regularnym (sześcian) trzy krawędzie są równe i kąty wynoszą 90º - w układzie tetragonalnym sześcian zamienia się w prostopadłościan, o podstawie kwadratu -w układzie rombowym pozostaje prostopadłościan ale podstawa nie jest już kwadratem -układ trygonalny przypomina romb, ale w trzech wymiarach -układ heksagonalny ma w podstawie sześciokąt foremny (komórka elementarna to 1/3 tej podstawy) -układ jednoskośny to zgnieciony (w jednym kierunku) prostopadłościan -układ trójskośny jest zgnieciony w trzech kierunkach rozciąganie w 1D zgniatanie w 1D lub 3D rozciąganie za 2 rogi

14 typów sieci Proste struktury nie zapewniają największego upakowania, szczególnie w przypadku związków chemicznych. Możliwe jest dodanie do sieci dodatkowych atomów, np. w środku sześcianu dla sieci regularnej. Taką sieć nazywamy przestrzennie centrowaną. Inny sposób, to dodanie atomu na środku ściany sieć ściennie centrowana.

Symbole układów

Klasy krystalograficzne 0-1 tetragonalny = prostopadłościan o podstawie kwadratowej Simple tetragonal Body-centered tetragonal The unit cell of rutile TiO 2. Ti atoms are grey; O atoms are red. Rutyl w kwarcu http://en.wikipedia.org/wiki/file:rutile@quartz.jpg

Klasy krystalograficzne (0-2): rombowy (orthorhombic) = prostopadłościan nieregularny. simple orthorhombic base-centered orthorhombic body-centered orthorhombic face-centered orthorhombic Przykład: aragonit (CaCO 3 ) ale CaCO 3 kalcyt trygonalny (rhombohedral) http://en.wikipedia.org/wiki/orthorhombic

Klasy krystalograficzne (0-a): trygonalny (trigonal, rhombohedral) = sześcian skrzywiony jednakowo w 3D Korund (Al 2 O 3 ) http://en.wikipedia.org/wiki/corundum α-kwarc (SiO 2 ) Cynober (HgS) http://en.wikipedia.org/wiki/cinnabar

Klasy krystalograficzne (1a): jednoskośny (monoclinic) = prostopadłościan skrzywiony w 1D Simple monoclinic (P) Centered monoclinic (C) Gips (CaSO 4 ) http://www.soes.soton.ac.uk/resources/collection/minerals/minerals/images/m18-gypsum-vs.jpg

Klasy krystalograficzne (1b): trójskośny (triclinic) = prostopadłościan skrzywiony w 3D Triclinic (a b c and α β γ Plagiokiazy, np. albit Brak osi symetrii http://www.galleries.com/minerals/silicate/bytownit/byt-9.jpg

Klasy krystalograficzne (6): heksagonalny = prostopadłościan o podstawie 6-kąta Three varieties of beryl: morganite, aquamarine and heliodor http://en.wikipedia.org/wiki/beryl Wurtzite (ZnS, FeS, CdSe) Wurtzite unit cell. The gray balls represent sulfur or selenium atoms, and yellow balls represent metal atoms.

Sieć a kryształ Kryształ to coś więcej niż sama (geometryczna) sieć: - kryształ powstaje przez wstawienie określonych atomów do węzłów sieci.

Układ regularny: krystobalit, korund

Układ heksagonalny: grafit - Wiązanie kowalencyjne (hybrydyzacja sp 2) w pierścieniach + wiązanie van der Waalsa (słabe) między pierścieniami -Dobre własności smarownicze (poślizg płaszczyzn) -Stopień wypełnienia przestrzeni 16.9% Struktura heksagonalna największego upakowania

Wskaźniki sieciowe (położenia)

Kierunki sieciowe

Wskaźniki płaszczyzn (Millera)

Wskaźniki płaszczyzn: układ regularny (np. Si) (111) (-1,1,1)

Wskaźniki płaszczyzn: heksagonalny

Metale Metal Strukt. R [nm] Metal Strukt. R[nm] Al fcc 0.1431 Ni fcc 0.1246 Cd hcp 0.1490 Ag fcc 0.1445 Cu fcc 0.1278 Ti(α) hcp 0.1445 Fe(α) bcc 0.1241 W bcc 0.1371 Pb fcc 0.1750 Zn hcp 0.1332 fcc = face-centered cubic; hcp = hexagonal close-packed; bcc = body-centered cubic Callister, Rethwisch

Kryształ regularny: chlorek cezu Układ regularny prosty Cl - z jonami Cs + w lukach tetrahedrycznych = przestrzennie centrowany (atomy centrujące Cs) http://pl.wikipedia.org/wiki

Kryształ regularny: chlorek sodu Układ regularny ściennie centrowany dla Cl - (zielone) z jonami Na + (szare) w lukach oktaedrycznych http://pl.wikipedia.org/wiki/s%c3%b3l_kamienna

Kryształ regularny: diament Układ regularny, ściennie centrowany ZnS blenda cynkowa (sfaleryt) Kubisch flächenzentrierte Kristallstruktur (fcc) des Diamant. Jedes Kohlenstoffatom ist gleichwertig mit vier Nachbaratomen kovalent gebunden, http://de.wikipedia.org unten links in der Zeichnung hervorgehoben.

System trygonalny ( romboedryczny) name Schoenflies examples rhombohedral holohedral rhombohedral hemimorphic rhombohedral tetartohedral trapezohedral rhombohedral tetartohedral D 3d C 3v S 6 D 3 C 3 calcite, corundum, hematite tourmaline, alunite dolomite, ilmenite quartz, cinnabar none verified Kalcyt CaCO 4 Kwarc SiO 2 http://www.msnucleus.org/membership/html/k-6/rc/minerals/1/images/rc1m03calcite.jpg http://webmineral.com http://www.kacha-stones.com/acatalog/_quartz_lithium_26b.jpg http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=140

Kryształ heksagonalny Szmaragd Be 3 Al 2 (SiO 3 ) 6 http://webmineral.com 800px-Émeraude_(Brésil).jpg 300px-National_Museum_of_Natural_History_Emeralds_2.JPG

Kryształ jednoskośny Ortoklaz KAlSi 3 O 8 http://www.thomsonminerals.com/images/jbw615corthoclasenc1.jpg www.sciencehelpdesk.com

http://webmineral.com/crystall.shtml cd. czeka