1 kristaller
TRANSCRIPT
1
Amorf katılar Atom, iyon veya moleküller rastgele düzenlenmişlerdir. Belirli bir geometrik şekilleri ve e.n. ları bulunmaz. Örnek: cam, plastik, lastik
Kristal katılar Atom, molekül veya iyonlar düzenli bir sırada (örgü) dizilmişlerdir. Belirli bir geometrik şekilleri ve e.n. vardır. Anizotropi özelliği gösterirler. Cu, Fe… vs. gibi bütün metaller NaCl, CsF…vs. gibi iyonik bileşikler elmas, fosfor, argon….vs. gibi ametaller benzen, metan …..vs. gibi kovalent bileşikler
Kristal KatılarKristal Katılar
metan elmas
2
Uzay örgüsü + motif = Kristal Yapı
motif : tek atom veya atom grupları 2D- Kare örgü
ÖrgüÖrgü (Lattice)(Lattice) Örgü noktaları, sonsuz sayıda, düzgün biçimde, 1,2, veya 3-D düzenlenerek örgüyü oluşturur. Örgü noktalarının çevresi özdeştir. Özgün desen her bir örgü noktasına motif ilave edilerek elde edilir.
Uzay örgüsü: Örgü noktalarında atom veya moleküllerin bulunduğu örgü veya desen
3
!! yanlış !! Kübik birim hücre
Birim HücreBirim Hücre
Birim hücrenin üç boyutlu düzenlenmesi ile kristal sistemi oluşur.
Birim Hücre Kristal örgüyü tanımlayan en küçük parçadır. Üç boyutta tekrarlanması kristali oluşturur. Kristalin tüm simetri elemanlarını içerir. Üç öteleme (a,b,c) ve üç açı (,,) ile tanımlanır. (Hücre parametreleri)
4
Kristal SistemiKristal Sistemi
Hücre parametrelerinin farklı kombinasyonu ile yedi tane kristal sistemi (kristal sınıfı) meydana gelir.
5
Kristal ÖrgüleriKristal Örgüleri
14 farklı kristal örgüsüne Bravais Örgüleri adı verilir. Her bir kristal sınıfında atomların farklı düzenlenmesi ile 14 farklı kristal örgüsü oluşur.
6
Koordinasyon Sayısı
Atomun etrafındaki komşu atom sayısı
Atomların 2D- istiflenmesi
Sıkışık İstiflenmeSıkışık İstiflenme
Sıkışık İstiflenmeKS : 6
Basit istiflenmeKS : 4
Atomların 3D- sıkışık istiflenmesi
hsi ksi
hsi : hekzagonal sıkışık istiflenme ABABAB…………KS: 12
ksi: kübik sıkışık istiflenme ABCABCABC……..KS:12
7
3D- Sıkışık Istiflenme
ymk ksi
KS
3
6
+312
2 Td boşluk (KS = 4) 3 atom bir düzlemde + 1 atom düzlemin altında veya üzerinde
1 Oh boşluk (KS = 6) 3 atom bir düzlemde + 3 atom düzlemin altında veya üzerinde
8
N atomlu sıkışık istiflenmedeN tane oktahedral boşluk
2N tane tetrahedral boşluk bulunur
Sıkışık İstiflenmedeki Boşluklar
4 oktahedral boşluk
8 tetrahedral boşluk
9
Polonyum (Po)Fe, V, Cr, Mo, W
CN = 6 CN = 8 CN = 12
Kübik Kristal Sistemi
BasitKüp (bk)
Yüzey merkezliküp (ymk)
Hacim merkezliküp (hmk)
10
bk hmk ymk 8(1/8) 8(1/8) + 1 6x1/2 + 8(1/8) Atom Sayısı 1 2 4
birim hücrede örgü noktası sayısıbirim hücrede örgü noktası sayısı
Örgü Noktası Yeri Hücreye katkısı Köşe 1/8 Kenar ¼ Yüz ½ Hücre içi 1
Kübik Sistemde Birim Hücredeki Atom Sayısı
11
Metalik Kristaller
• Çoğu metaller (ksi), (hsi) ve (imk) iç merkezli kübik ve imk kristal yapılarına bulunur.
imk(KS:8) Be, Mg, Zn, Cd, Ti, Zr, ….
hsi (KS:12) Zn, Cd, Tl….
ksi (KS:12) Cu, Ag, Au, Al, Ni, Pd, Pt
• Bir metal için, basınç ve sıcaklık değiştirilirse birden çok kristal yapıda
elde edilebilir.
Co ABCABC 500 °C >
Co ABABAB 500 °C <
• Yumuşak ve dövülebilir metaller, genellikle (ymk) yapısındadır. (bakır)
ymk yapılarda daha çok düzlem mevcuttur.
• Sert ve kırılgan metaller genellikle (hsi) yapısındadır (çinko)
• Çoğu metal bükülebilir, çünkü metalik bağ yöne bağımlı değildir.
• Atomlar birbiri üzerinde kayabilir ve yeniden kristal şekli alabilir.
12
Kübik Kristal Yapılarda Atom Yarıçapları
Doluluk Oranı : (Vküre / V birim hücre) x100
a: Birim hücre kenar uzunluğur: Atom yarıçapı
r = a/2 a3/4 a2/4 DO= % 52 % 68 % 74
13
ProblemAl ( 26.98 akb) ymk yapıya sahiptir ve atom yarıçapı 143.2 pm dir.
a) Birim hücre boyutunu b) Al metalinin yoğunluğunu hesaplayınız.
a) r = a2/4 a = 4(143.2)/(2)1/2 = 405.0 pm
Yoğunluk d = m / V ( birim hücre başına g/cm3)
b) Birim hücre kütlesi = 4 Al atom kütlesi
(26.98)(g/mol)(1mol/6.022x1023atom)(4 atom/birim hücre) = 1.792 x 10-22 g
Birim hücre hacmi a3 = (405x10-10cm)3 = 66.43x10-24 cm3
Birim hücre yoğunluğu = 1.792x10-22g / 66.43x10-24 cm3 = 2.698 g/cm3
14
Problem : ymk kristal örgüsünde doluluk oranı nedir?
Küre hacmi : 4/3r3
ymk örgüde toplam küre hacmi V = 4(4/3r3)
Doluluk Oranı : (Vtoplam küre / a3) x100
Birim hücre hacmi = a3 ymk örgüde r = a2/4
DO = 4(4/3r3)
a3X100 =
4(4/3)(a2/4)3
a3 x100 = % 74