Bài giảng 03:Các liên kết trong tinh thể

Bài giảng 03: Các liên kết tinh thể - Bản chất lực tương tác tinh thể Các loại liên kết chất rắn Liên kết Van der Waals Liên kết ion Liên kết kim loại Liên kết cộng hóa trị CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bản chất lực tương tác tinh thể (TT) • Có thể phân loại TT dựa kiểu liên kết hóa học • Với phần lớn chất rắn định lượng gần tỷ lệ liên kết khác lượng liên kết • Vai trò lực liên kết tương tác tĩnh điện Tương tác từ chiếm tỷ trọng nhỏ • Động học electron nguyên tử đóng vai trị quan trọng lượng liên kết • Khác biệt loại liên kết TT liên quan đến khác biệt phân bố electron nguyên tử phân tử CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt * Ghi chú: mức độ ta khảo sát chất rắn có cấu trúc đơn giản có liên kết khơng phức tạp • Năng lượng liên kết: lượng cần thiết để tách chất rắn thành nguyên tử, phân tử hay ion riêng biệt (có thể xác định thực nghiệm) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các loại liên kết chất rắn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Liên kết Van der Waals • Là liên kết thơng qua lực tương tác tĩnh điện yếu lưỡng cực điện • Vật liệu: vật rắn nguyên tử khí khí trơ, phân tử bảo hịa gọi tinh thể phân tử • Bản chất: thăng giáng nguyên tử/phân tử trung hòa trở thành lưỡng cực làm phân cực nguyên tử lân cận • Đặc điểm: lực liên kết yếu, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi thấp, dẫn điện kém, có cấu trúc tinh thể dạng xếp chặt Đề nghị: cho ví dụ cụ thể vật liệu có liên kết Van der Waals CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Liên kết phân tử H2O liên kết hydro Sự hình thành liên kết van de Waals nguyên tử đơn giản Sự hình thành liên kết van de Waals CuuDuongThanCong.com hạt nano https://fb.com/tailieudientucntt Liên kết ion • Là liên kết ion trái dấu tinh thể qua lực hút tĩnh điện • Vật liệu: tạo thành từ ion (+) ion (-) Các ion phân bố để lực hút ion trái dấu mạnh lực đẩy ion dấu Là hợp chất nguyên tử nhóm đầu nhóm cuối bảng tuần hồn Ví dụ: NaCl, CsCl • Đặc điểm: mức độ ion hóa nguyên tử đủ để lớp vỏ electron ion ứng với vỏ electron kín đặc trưng nguyên tử khí trơ Phân bố electron có tính đối xứng cầu • Mạng tinh thể ion kết tinh theo dạng tùy thuộc vào tỷ lệ bán kính ion (+) (-) • Tinh thể có liên kết ion: cách điện, lực liên kết mạnh, nhiệt độ nóng chảy cao CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mạng tinh thể NaCl Quá trình tạo thành liên kết ion phân từ NaCl CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Liên kết kim loại • Chủ yếu tương tác lõi ion nút mạng biển electron phân bố tương đối Có tính đẳng hướng • Trong KL: electron hóa trị tự tham gia vào tượng dẫn điện & dẫn nhiệt gọi electron dẫn • Mạng tinh thể KL: xếp chặt • KL: dẫn điện, dẫn nhiệt tốt có tính dẽo • Trong số kim loại KL nhóm chuyển tiếp có hiệu ứng liên kết kiểu cộng hóa trị lớp electron bên chưa chiếm đầy Lực liên kết nhóm lớn Minh họa liên kết kim loại CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Liên kết cộng hóa trị • Là liên kết thơng qua góp chung electron hóa trị nguyên tử • Thường gặp chất hữu cơ: mật độ electron cao vùng nguyên tử liên kết có tính định hướng cao • Tinh thể có liên kết cộng hóa trị: thường giịn, không dẫn điện, lượng liên kết lớn 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tinh thể Si 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Video Tinh thể hóa Si lỏng 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Video Tương tác H2O với bề mặt SiO2 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Video Q trình tinh thể hóa H2O 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Vấn đề thảo luận • Theo bạn chất bán dẩn SiO2 vơ định hình có loại liến kết nào? Và xếp vật liệu vào nhóm vật liệu có kiểu liên kết gì? • Vì SiO2 có cấu trúc tinh thể chất cách điện SiO2 vơ định hình lại chất bán dẫn? 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt