ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5...
Transcript of ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5...
ČVRSTO STANJE
ČVRSTO STANJE
Najuređenije stanje materije.
Postoje dva oblika čvrstog stanja:
• amorfno stanje nema dobro uređenu strukturu; uređenost
krtakog dometa (parafin, stakla)
• kristalno stanje ima dobro definisanu strukturu; uređenost i
kratkog i dugog dometa (metali, minerali)
FIZIČKE OSOBINE
KRISTALNOG STANJA
• određeni oblik i zapremina (skoro nekompresibilno)
• polimorfizam
• izomorfizam
• dobro definisana tačka topljenja i sublimacije
• anizotropija
ODREĐENI OBLIK I ZAPREMINA
POLIMORFIZAM
MoO3
faza 553-673 K i 1 atm ortorombični
faza 553-673 K i 1 atm monoklinični
h faza visoki p i T heksagonalni
MoO3 – II 60 kbar i 973 K monoklinični
IZOMORFIZAM
PbS NaCl
TEMPERATURA
TOPLJENJA I SUBLIMACIJE
Dovedena toplota (podeok na apscisi iznosi 4 kJ)
ledled i tečna voda (topljenje)
tečna voda
tečna voda i para
(isparavanje)
vodena para
Te
mp
era
tura
(°C
)
ANIZOTROPIJA
PODELA KRISTALA
(prema prirodi hemijskih veza i međumolekulskih sila)
• jonski
• kovalentni
• metalni
• molekulski
JONSKI KRISTALI
Sastoje se od jona koji se drže elektrostatičkim silama:
• visoke tačke topljenja
• visoke tačke ključanja
• tvrdi i krti
jedinjenje tačka topljenja
(C)
LiF 842
LiCl 614
LiBr 547
LiI 450
CaF2 1360
CaCl2 772
CaBr2 730
CaI2 740
JONSKI KRISTALI (primeri)
KOVALENTNI KRISTALI
Sastoje se od mreže atoma, koji se drže jakim kovalentnim
vezama:
• visoka tačka topljenja
• visoka tačka sublimacije
• veoma tvrdi
• niska električna
provodljivost
(osim grafita)
jedinjenje tačka topljenja
(C)
SiO2 1713
karborundum, SiC 2700
dijamant > 3550
grafit 3652 – 3697
KOVALENTNI KRISTALI (primeri)
dijamant grafit
METALNI KRISTALI
Sastoje se od pozitivnih jona, okruženih elektronima koji su
delokalizovani:
• visoke tačke topljenja
• dobri provodnicijedinjenje tačka topljenja
(C)
Na 98
Pb 328
Al 660
Cu 1083
Fe 1535
W 3410
METALNI KRISTALI (primeri)
MOLEKULSKI KRISTALI
Sastoje se od molekula koji se drže međumolekulskim
silama:
• niske tačke topljenja
• meki i krti
• izolatori
jedinjenje tačka topljenja
(C)
led 0
amonijak -77,7
benzen, C6H6 5,5
naftalin, C10H8 80,6
benzoeva
kiselina,
C6H5CO2H
122,4
MOLEKULSKI KRISTALI (primeri)
SIMETRIJA KRISTALA
Simetrija kristala – svojstvo da se pri određenim prostornim
premeštanjima podudara sam sa sobom.
Kristal kao telo beskonačnih dimenzija prostorne operacije
simetrije:
• translacija
• rotacija
• refleksija
• inverzija
• njihove kombinacije
SIMETRIJA KRISTALA
Kristal kao telo konačnih dimenzija operacije simetrije tačke:
• rotacija
• refleksija
• inverzija
Elementi simetrije:
• osa simetrije (2, 3, 4, 6)
• ravan simetrije (m)
• centar simetrije (i)
• inverziona obrtna osa simetrije
ELEMENTARNA ĆELIJA
Elementarna ćelija je osnovni paralelopiped određen vektorima
a, b i c, čiji intenziteti određuju period identičnosti.
a, b, c, , , g su parametri elementarne ćelije
a
bc
g
čvor rešetke
elementarna ćelija
KRISTALNA REŠETKA
Kristalna struktura nastaje kada svakom čvoru pridružimo po
jedan strukturni motiv (najmanji broj čestica koje se ponavljaju u
kristalu).
MILEROVI INDEKSI
KRISTALNI SISTEMI
KLASE KRISTALA
Podela kristala prema kombinacijama elemenata simetrije koje
su moguće u svakom sistemu - postoje 32 klase kristala :
• heksagonalni sistem – 7 klasa
• tetragonalni sistem – 7 klasa
• kibni sistem – 5 klasa
• trigonalni sistem – 5 klasa
• ortorombični sistem – 3 klase
• monoklinični sistem – 3 klase
• triklinični sistem – 2 klase
PROSTORNE GRUPE
Dodavanjem translacije elementima simetrije tačke nastaje
230 prostornih grupa.
Svaki od mogućih rasporeda strukturnih motiva u kristalu moraju
imati simetriju koja odgovara nekoj od 230 kombinacija
simetrijskih operacija.
Za određivanje prostornih grupa potrebno je izvršiti ispitivanje
strukture kristala.
KUBNA ELEMENTARNA ĆELIJA
primitivna
kubna
zapreminski
centrirana
kubna
površinski
centirana
kubna
PRIMER – NaCl
površinski centrirana kubna struktura
BRAVEOVE REŠETKE
kristalni
sistem
ivice uglovi Braveova
rešetka
simbol
kubni a=b=c ==g=90 primitivna P
kubni a=b=c ==g=90 prostorno cen. I
kubni a=b=c ==g=90 površinski cen. F
tetragonalni a=b≠c ==g=90 primitivna P
tetragonalni a=b≠c ==g=90 prostorno cen. I
rombični a≠b≠c ==g=90 primitivna P
rombični a≠b≠c ==g=90 prostorno cen. I
rombični a≠b≠c ==g=90 cen. na str. C
rombični a≠b≠c ==g=90 površinski cen. F
trigonalni a=b=c ==g≠90 primitivna P
heksagonalni a=b≠c ==90; g=120 primitivna P
monoklinični a≠b≠c =g=90≠ primitivna P
monoklinični a≠b≠c =g=90≠ cen. na str. C
triklinični a≠b≠c ≠≠g≠90 primitivna P
RENTGENSKA STRUKTURNA ANALIZA
DIFRAKCIJA X-ZRAKA
Bragov uslov:
nd =sin2
DIFRAKCIJA X ZRAKA (SHEMATSKI PRIKAZ)
DIFRAKTOGRAM
REŠAVANJE STRUKTURE DNK
Rozalind Franklin
je prva iskristalisala
i “fotografisala” DNK.
Photo 51
REŠAVANJE STRUKTURE DNK
Džejms Votson i Fransis Krik