Chemia nieorganiczna 1. Układ okresowy metale i niemetale 2. Oddziaływania inter- i intramolekularne 3. Ciała stałe rodzaje sieci krystalicznych 4. Przewodnictwo ciał stałych Copyright 2000 by Harcourt, Inc. All rights reserved. Pierwiastki 1 1 H 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb 55 Cs 87 Fr 2 13 14 15 16 17 4 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 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 28 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
Niemetale Węgiel 1s 2 2s 2 2p 2 hybrydyzacja atomów węgla Niemetale Węgiel diament grafit odmiany alotropowe o różnych strukturach krystalicznych
Niemetale Węgiel diament grafit sp 3 sp 2 odmiany alotropowe o różnych strukturach krystalicznych Niemetale Węgiel diagram fazowy 10 11 Diamond Pressure (Pa) 10 9 10 7 Graphite Liquid W jakich warunkach można prowadzić przemianę grafitu w diament? Vapor 0 2000 4000 6000 Temperature (K)
Niemetale Węgiel grafit Jakie właściwości wynikają ze struktury grafitu? - anizotropowość Niemetale Węgiel grafit Jakie właściwości wynikają ze struktury grafitu? - anizotropowość - przewodnictwo elektryczne tworzenie zdelokalizowanego orbitalu π
Niemetale Węgiel fuleren C 60 odmiana alotropowa węgla 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
Półmetale Krzem German Półprzewodniki Struktura pasmowa pasmo przewodnictwa energia najniższy nieobsadzony poziom przerwa energetyczna e najwyższy obsadzony poziom pasmo walencyjne
Półprzewodniki Domieszki Si+B Si+As typ p typ n Półprzewodniki Domieszki typ p typ n
Półprzewodniki Struktura pasmowa poziom elektronowy akceptora poziom elektronowy donora energia przerwa energetyczna typ p typ n elektrony dziury Półprzewodniki Jak działa dioda?
Półprzewodniki Jak działa dioda? Sieci krystaliczne molekularne
18_390 Sieci molekularne Woda struktura lodu Oxygen Hydrogen Sieci krystaliczne jonowe
Sieci jonowe Me x O y Me x S y MeX y (X=F, Cl) Jak są zorganizowane podsieci? podsieci: anionowa kationowa Sieci jonowe Podsieć anionowa regularna płasko centrowana fcc A B C A B A heksagonalna hcp
Sieci jonowe Podsieć anionowa typu fcc luki oktaedryczne luki tetraedryczne Sieci jonowe Przykłady
Struktura NaCl Sieci jonowe luki tetraedryczne luki oktaedryczne Cl - Na + Podsieć Cl - typu fcc Na + w lukach oktaedrycznych Struktura ZnS Sieci jonowe Cl - Na + Podsieć S 2- typu fcc Zn 2+ w polowie luk tetraedrycznych
Sieci jonowe Struktura CaF 2 luki tetraedryczne luki oktaedryczne Ca 2+ F - Podsieć Ca 2+ typu fcc F - w lukach tetraedrycznych 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: 1 1 8 + 6 = 4 8 2 )
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: 1 12 + 1 1 = 4 4 ) Ciała stałe Podsumowanie atomowe molekularne jonowe metaliczne Niemetaliczne/ kowalencyjne Grupa 8 w węźw ęźle sieci wiązania/ oddziaływania właściwości atomy metalu kowalencyjne zdelokalizowane dobre przewodniki ciepła a i prądu atomy niemetalu kowalencyjne skierowane lsłabe abe przewodniki prądu lub półprzewodnikiprzewodniki l duża a twardość atomy gr. 8 dyspersyjne niskie temperatury topnienia cząsteczki dipolowe dyspersyjne lmała a twardość lmałe przewodnictwo jony jonowe lduża a twardość lwysokie temperatury topnienia lmałe przewodnictwo przykłady Na, Cu, Fe itd.. diament, grafit Ar, Xe lód d (H 2 O) Suchy lód l d CO 2 NaCl,, CaF 2
Struktura pasmowa Podsumowanie Jakie własności wynikają z krystalicznej budowy ciał stałych? pasmo przewodnictwa energia przerwa energetyczna pasmo walencyjne przewodniki półprzwewodniki izolary Nadprzewodniki 140 120 100 temperatura, K 80 60 40 20 0 1910 1930 1940 1970 1985 1987 1989 1990 rok Film: nadprzewodnictwo.mov
Nadprzewodniki