FAST FASE CH 2

FAST FASE STRUKTUR METALLER IONISKE FORBINDELSER

FAST FASE KOMMENTAR Alle forbindelser vil være i den faste fasen bare temperaturen er lav nok Når vi sier at en forbindelse/et stoff er i fast fase så mener vi ved STP Kovalent binding, metall binding og ionisk binding er heller ikke eksakte begreper

GEOMETRISK STRUKTUR I den faste fasen er atomer og ioner organisert i et velordnet mønster Den geometriske strukturen har en regelmessig og uendelig utstrekning Enkle celler gjentar seg i alle tre retninger i rommet

BEGREPER Gitter Enhetscelle Pakking Hull i pakkingen Referansekoordinatsystem Enhetscelle En del av krystallen som gjentar seg i rommet Pakking Tettheten i krystallen Hull i pakkingen Tomrom i pakkingen

ENHETSCELLER I EN DIMENSJON

Gitter med atomer

c a To muligheter for tredje lag: Hexagonal: ABAB Kubisk : ABCABC

Hexagonal celle med to atomer i cella Flatesentrert kubisk, vanskelig å tegne/se

Hull i tettpakkede strukturer Oktaedrisk hull rmax(“hullatom)= 0,414 r(metall) O

Hull i tettpakkede strukturer Tetraedrisk hull rmax(“hullatom)= 0,225 r(metall) T

Metallpakking Generelt De to vi har nevnt er bare to av mange forskjellige. Tetthet er bare et kriterie Binding temperatur Polymorfe systemer Jerns a, b,g

LEGERINGER “Metall-løsninger” Meget viktig i metallurgien/materialteknologien Supstituerte fast fase løsninger Andre metall-atomer inntar gitterposisjonene Forskjellen i radier ikke mer enn 15% og samme gittertype Interstitielle fastfase løsninger Vanligvis ikke metaller inntar de interstitielle hullene i metallgitteret; små atomer, f eks carbon i jern

Ioniske forbindelser Elektronoverføring Elektrostatisk binding Alle overganger fra kovalent til ionisk Iner er ikke bare atomære

Ioniske forbindelser Strukturer NaCl Cesium-klorid Zink-blend Fluoritt Wurtzite På grunn av det mangslungende i mulighetene for ioner er det rimelig at det finnes mange forskjellige strukturer

Ioniske forbindelser Ioneradier Ioneradier er ikke noe eksakt begrep Ioneradier er meget nyttig for å forstå pakking og struktur i ioniske forbindelser Rasjonalisering RLi+< RNa+< RK+< RRb+< RCs+ RCa2+> RMg2+> RZn2+ Koordinasjon øker med økende radius Radius minker med økende ox-nummer

Forholdet mellom kation og anion radiene Koordinasjon- Radiusforhold Diagram stall r< / r> 8 > 0.7 6 0.4 - 0.7 4 0.2 - 0.4 3 0.1 - 0.2

Dannelsesenergien for et ionisk gitter Born-Haber syklus MX(s) -> M+ + X+ DH DH består av (KCl) Atomiseringsenergi K(s) + 1/2 Cl2(g) -> K(g) + 1/2 Cl2(g) 89 kJ Ionisering av K K(g) -> K+(g) +e 425 kJ Bryting av Cl2 bindingen 1/2Cl2 -> Cl(g)122 kJ Ioniseringen av Cl Cl-> Cl- -355 kJ Gitterenergien K+(g) + Cl- = KCl(s) -719 kJ Totalt +438 kJ

Gitterenergi V(AB) = (ZAe) * (ZBe)/ 4pe0rAB Endimensjonalt gitter: -2z2/d + -2z2/2d + -2z2/3d …. = -2z2/d (1-172+1/3..

Gitterenergi V(AB) = (ZAe) * (ZBe)/ 4pe0rAB Endimensjonalt gitter: -2z2/d + -2z2/2d + -2z2/3d …. = -2z2/d (1-172+1/3.. Gitterenergi = NA(e2/ 4pe0rAB )*(z2/d) * A Husk vi har bare sett på et atoms vekselvirkning med resten. Ved å multiplisere med Avogadros konstant får vi hele gitterenergien A er madlungkonstanten for den spesifikke krystallen

Termisk stabilitet Forholdet mellom ionene vil innvirke på stabiliteten Termodynamikk: DG= DH - TDS DS er tilnærmet konstant T = DH/DS Ergo T øker med DH

Molekylære forbindelser Lave smeltepunkt Intermolekylære bindinger Van der Waals bindinger Dispersjonskrefter Hydrogenbindinger

Nettverksmolekyler Kovalente lokale bindinger Alle atomene knyttet sammen i et nettvek Høye smeltepunkter Diamant