Vazby v krystalech Typ vazby Energie (J/mol) kovalentní 4-6x105 kovová

Prezentace na téma: "Vazby v krystalech Typ vazby Energie (J/mol) kovalentní 4-6x105 kovová"— Transkript prezentace:

1 Vazby v krystalech Typ vazby Energie (J/mol) kovalentní 4-6x105 kovová
Iontová vodíková 0,2-0,3x105 van der Waalsova 0,04-0,08x105

2 Van der Waalsova interakce
Johannes Diderik van der Waals ( – ) 1910 – Nobelova cena (za práci o stavové rovnici plynů a kapalin)

3 Krystaly inertních plynů
(nm) Ekoh (eV/atom) Tt (K) Uioniz (eV) He - 24,58 Ne 0,313 0,002 24 21,56 Ar 0,376 0,080 84 15,76 Kr 0,401 0,116 117 14,00 0,435 0,17 161 12,13

4 Periodická soustava prvků

5 Iontové krystaly Na + 5,14 eV  Na+ + e- e- + Cl  Cl- + 3,61 eV
ionizační energie e- + Cl  Cl- + 3,61 eV elektronová afinita Na+ + Cl-  Na+Cl- + 7,9 eV kohezní energie 7,9 eV - 5,1 eV + 3,6 eV = 6,4 eV

6 Struktura chloridu sodného
Cl- mřížka fcc Na+ báze NaCl (a=0,56 nm), LiH (a=0,41 nm), KCl, PbS, AgBr, MgO, MnO, KBr

7 Struktura chloridu cesného
prostá kubická mřížka (sc) CsCl (a=0,41 nm) CuPd (a=0,29 nm) CuZn (a= 0,29 nm) LiHg (a=0,33 nm) BeCu (a=0,27 nm) báze

8 Madelungova konstanta pro krystal NaCl
CsCl  = 1,762670 ZnS  = 1,6381 (1,641) Madelungova konstanta sfalerit wurtzit tento iont je obklopen: 6 (opačně nabitými) ionty ve vzdálenosti R (stejně nabitými) ionty ve vzdálenosti (opačně nabitými) ionty ve vzdálenosti atd.

9 Kovalentní vazba - struktura křemíku
C6Cl2N4S3 (řez elektronovou deformační hustotou) - vrstevnicový interval je 50 e/nm3.

10 Vazby v kovech alkalické kovy – téměř čistě kovová vazba (kladné ionty v téměř homogenním „moři“ záporného náboje) přechodové kovy (a v periodické tabulce bezprostředně navazující)  kovová vazba  vazba elektronů z vnitřní slupky (velké slupky d)  kovalentní a van der Waalsova interakce iontových zbytků (např. Fe, W – d-elektrony podstatně přispívají k vazebné energii)

11 Pro zajímavost: halogenová vazba
zvláštní druh nekovalentní interakce objevena relativně nedávno při studiu struktury krystalů halogenidových sloučenin s uvážením elektronegativit (např. halogen – uhlík, kyslík) a Coulonbova zákona by neměla vazba existovat důvodem je tzv. -díra (budoucí) aplikace v medicíně Vlastnosti: velmi směrová vazba, její síla roste s atomovým číslem příslušného halogenu (v řadě Cl  Br  I), fluor na organických sloučeninách nevykazuje -díru, vazbu lze „ladit“ chemickým okolím halogenu

12 intersticiální poloha
Bodové poruchy intersticiální poloha Frenkelova porucha vakance Schottkyho porucha

13 Čárové poruchy - dislokace šroubová hranová dislokace dislokace
1934: Taylor (Orowan, Polanyi) 1938: Burgers teorie (experimentální důkaz 1948)

14 Burgersův vektor hranová dislokace šroubová dislokace

15 Deformace dokonalého krystalu

16 Deformace krystalu s dislokací

17 Dislokační nakupení u rozhraní AZ91/TiC

18 AZ91/TiC

19 Mg+0.5obj.%MgO Dislokační substruktura po protlačování při teplotě 350°C

20 Twinning in Mg–0.5Y2O3 nanocomposite.
Mg+n-Y2O3 Representative dislocation structures in Mg–0.5Y2O3 nanocomposite after extrusion. The diffraction vector is indicated by an arrow and the basal plane trace by the white line. Twinning in Mg–0.5Y2O3 nanocomposite.

21 Frankův – Readův zdroj

22 Další časté poruchy maloúhlé hranice zrn dvojčatění

23 Vrstevná chyba Vrstvení rovin ABABAB…, resp. ABCABCABC… je narušeno vložením „nesprávné vrstvy“

24 Vrstevná chyba

25 Příklad „kombinace“ poruch v tenké vrstvě Si (HRTEM)
dvojče vrstevná chyba vrstevná chyba