Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Hóa học chất rắn cung cấp cho người học những kiến thức như: Giới thiệu hóa học chất rắn; Cấu trúc nguyên tử và cấu trúc vật liệu; Phản ứng hóa học; Phương pháp tổng hợp chất rắn; Các phương pháp xác định đặc tính chất rắn. Mời các bạn cùng tham khảo!
8/28/2021 HÓA H C CH T R N (Solid State Chemistry) Gi ng viên: PGS.TS Tr n V Di m Ng c Email: ngoc.tranvudiem@hust.edu.vn 1 Gi i thi u hóa h c ch t r n Hóa h c ch t r n nghiên c u v c u trúc, tính ch t hóa h c, tính ch t v t lý, ch t o ng d ng c a v t r n 8/28/2021 Gi i thi u hóa h c ch t r n Ch t r n: tr ng thái t n t i c a v t ch t, ph n t c u t o (ph n t , nguyên t , ion) t p h p tr ng thái b n v ng Do liên k t b n v ng, ch t r n có hình d ng kích th c nh t đ nh, không b bi n đ i theo hình d ng bình ch a nh ch t l ng, khí Nghiên c u v ch t r n nghiên c u v v t li u (khoa h c công ngh ch t o v t li u) Khoa h c v t li u: v t lý ch t r n hóa h c ch t r n Gi i thi u hóa h c ch t r n Ch t o C u trúc c tr ng Tính ch t 8/28/2021 Gi i thi u hóa h c ch t r n C u trúc: nguyên t , v t li u (đ n gi n, ph c h p) Các d ng ph n ng: n hóa, xi hóa – kh , hịa ngun, axit – bazo, … Các ph ng h c ph n ng ng pháp ch t o v t r n: n hóa, luy n kim b t, đ t cháy, sol-gel, CVD, trùng h p polyme … Các ph ng pháp xác đ nh đ c tính v t r n: ph ng pháp hóa h c, v t lý C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.1 C u trúc nguyên t Nguyên t đ c c u t o b i h t nhân mang n tích d ng (proton & n tron) n t mang n tích âm (electron) chuy n đ ng xung quanh h t nhân theo m t qu đ o xác đ nh 8/28/2021 C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.1 C u trúc nguyên t Kh i l ng nguyên t n v kh i l + Kh i l ng (amu) ng c a m i proton: mp =1.67 x 10-27 kg (~ 1.67 x 10-24 g); + me ~ 9.11 x 10-31 kg C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.1 C u trúc nguyên t Các d ng liên k t Liên k t ion Liên k t c ng hóa tr Liên k t kim lo i Liên k t Van Der Walls 8/28/2021 C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.1 C u trúc nguyên t Là ph n t nh nh t c a ch t tr ng thái t mà có th mang đ y đ tính ch t c a ch t Liên k t cơng hóa tr : Liên k t gi a nguyên t phân t h p ch t ho c đ n ch t b ng c p e dùng chung - Phân t không phân c c: tr ng tâm e- trùng e+ - Phân t phân c c: tr ng tâm e- e+ cách kho ng l C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.1 C u trúc nguyên t Liên k t ion: Liên k t t o đ c b i l c hút gi a ion + - - Các nguyên t , ngun t hóa h c có tính ch t khác - c tr ng liên k t gi KL PK: NaCl Liên k t ion m ng l p ngồi ch a e, nh m n m g n h t nhân Liên k t ko d h ng V t li u có tính giịn cao 8/28/2021 C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.1 C u trúc nguyên t Liên k t kim lo i: liên k t sinh b i l c hút t nh n gi a e t ion d ng, e g n kim lo i v i t o liên k t kim lo i 11 C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.1 C u trúc nguyên t Liên k t Van der Waals - Hi u ng l - L c liên k t gi a phân t v i - Liên k t Van der Waals y u - Nguyên nhân nh t mà khí hi m liên k t v i nhau, hình th c tr i h n c a t ng c c t c th i t ng tác l ng c c, ng tác gi a hình thái n t trung hồ v i t t c liên k t bão hoà c a chúng 12 8/28/2021 C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.2 C u trúc v t li u M ng tinh th : N i tâm nguyên t s p x p tr t t b ng đ t ng t ng n tinh th :là m t kh i đ ng nh t có ki u m ng h ng s m ng, có ph ng th ng ng không đ i tồn b th tích a tinh th : t p h p c a nhi u đ n tinh th có c u trúc thơng s m ng nh ng đ nh h ng khác Tinh th SiO2 Vơ đ nh hình: ngun t s p x p không tr t t ( nguyên t bao b c b i nguyên t cách ng u nhiên) Vơ đ nh hình SiO2 C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.2 C u trúc v t li u H tinh th 14 8/28/2021 C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.2 C u trúc v t li u 14 ki u m ng L p ph ng B n ph ng Tr c thoi L c giác n tà (1 nghiên) Tam tà (3 nghiêng) 15 C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.2 C u trúc v t li u L p ph ng tâm kh i (A2): Cr; W; Mo; Fe • Ph ng x p ch t nh t APF= 0.68 Adapted from Fig 3.2(a), Callister & Rethwisch 8e R a 8/28/2021 C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.2 C u trúc v t li u • Ph L p ph ng tâm m t (A1): Au; Ag; Cu; Al; Ni; Fe ng x p ch t nh t APF= 0.74 2a a C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.2 C u trúc v t li u • APF = 0.74 Sáu ph ng x p ch t (A3): Zn; Mg; Ti , Be, Cd, Zr • c/a = 1.633 8/28/2021 C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.2 C u trúc v t li u M t đ lý thuy t (g/cm3) M tđ = Khôi l ng nguyên t ô c Th tích c = where nA VC NA n = s nguyên t /ô c s A = kh i l ng nguyên t VC = Th tích c s = a3 for cubic NA = S Avogadro = 6.022 x 1023 atoms/mol C u trúc nguyên t c u trúc v t li u 2.2 C u trúc v t li u M t đ lý thuy t (g/cm3) 10 ... -0 ,90 lgK 5,40 -0 ,88 lgK 4,75 FeS+1,5O2=FeO+SO2 -0 ,87 5,85 -0 ,85 5,06 -0 ,62 0,43 3FeS+5O5=Fe3O4+3SO2 -3 ,15 21,20 -3 ,25 18,26 -2 ,96 15,50 ZnS + 2O2 = ZnSO4 -1 ,23 8,35 -1 ,15 6,91 -1 ,08 5,80 FeS... ng hóa h c 3.1.3 Ph n ng n hóa Ph n ng n hóa x y dung d ch ch t li ch y - tr ng thái hòa tan ho c nóng Là h oxi hóa- kh n hóa ch t oxi hóa ch t kh khơng tr c ti p va ch m vào trình ph n ng - Eđ... ng ph n ng hóa h c 3.1.3 Ph n ng n hóa H th ng n hóa - Dung d ch n ly - i nc c - Ngu n Tr n V Di m Ng c 45 8/28/2021 3.1 Các d ng ph n ng hóa h c 3.1.3 Ph n ng n hóa Dung d ch n ly - Dung d ch