vật lí tinh thể :Mười bốn kiểu mạng Bravais, độ chặt sít...

LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy PGS TS Trương Minh Đức dành nhiều thời gian, tâm huyết để giảng dạy, mang đến cho chúng em học bổ ích giúp đỡ chúng em suốt trình học tập học phần Vật lý tinh thể trình hoàn thành tiểu luận Cảm ơn tất bạn học viên cao học Khóa 23 lớp Vật lý lý thuyết Vật lý toán góp ý, giúp đỡ trình học tập hoàn thành Tiểu luận Xin chân thành cảm ơn! Nhóm học viên thực 1.5 Mười bốn kiểu mạng Bravais Mạng Bravais thuộc hệ tinh thể khác Nếu nút mạng phân bố đỉnh ô mạng, ta ô sở mạng Bravais loại nguyên thủy Nếu vị trí đỉnh, nút mạng : - Phân bố tâm đáy ô mạng ta ô sở loại tâm đáy - Phân bố tâm ô mạng ta ô mạng sở loại tâm khối - Phân bố tâm mặt ta ô mạng sở loại tâm diện Sự phân loại mạng Bravais thành hệ phân loại vào tính chất đối xứng chúng Có tất 14 mạng Bravais, chia thành bảy hệ sau 1.5.1 Hệ lập phương α = β = γ = 900,a = b = c Ô sở đối xứng hình lập phương Các mạng hệ gọi mạng lập phương Có ba trường hợp tương ứng với ba mạng lập phương khác a) Tất nút mạng Bravais đỉnh ô sở đối xứng (hình 3.31a), nút thể tích điểm đỉnh mặt ngoài; ô sở đối xứng ô sở Mạng Bravais gọi mạng lập phương nguyên thủy b) Ngoài nút mạng Bravais đỉnh ô sở đối xứng, ô chứa thêm nút mạng Bravais tâm điểm (hình 3.31b) Mạng Bravais gọi mạng lập phương tâm khối c) Ngoài nút mạng Bravais đỉnh ô sở đối xứng, ô chứa thêm nút mạng Bravais tâm điểm tất hình vuông mặt hình lập phương (hình 3.31c) Mạng Bravais gọi mạng lập phương tâm diện (face - centered) 1.5.2 Hệ tứ phương α = β = γ = 900,a = b ≠ c Ô sở đối xứng hình trụ thẳng đứng đáy vuông mà chiều cao hình trụ có giá trị khác chiều dài cạnh hình vuông (tứ giác đều) đáy hình trụ Các mạng hệ gọi mạng tứ giác Ta chứng minh chiều cao c có giá trị khác với chiều dài a cạnh đáy mạng tâm diện đồng thời mạng tâm thể Thực vậy, xét ô sở đối xứng mạng tâm diện (hình 3.32a) với mặt đáy hình vuông có bốn đỉnh A1, A2, A3, A4 tâm điểm O, bốn mặt xung quanh bốn hình chữ nhật có tâm điểm C1, C2, C3, C4 Hình chiếu điểm C1, C2, C3, C4 mặt phẳng đáy hình vuông C’1, C’2, C’3, C’4 Vẽ hình trụ thẳng đứng mà đáy hình vuông C 1C2C3C4 chiều cao chiều cao c ô sở đối xứng xét mạng tâm diện Các giao tuyến mặt phẳng hình vuông A1A2A3A4 với bốn mặt xung quanh hình trụ đáy C 1C2C3C4 cạnh hình vuông C’1C’2C’3C’4 hình 3.32b Xét thêm bốn hình trụ thẳng đứng có chung bốn mặt bên với hình trụ đáy hình vuông C1C2C3C4 Bốn hình trụ cắt mặt phẳng hình vuông A1A2A3A4 theo bốn hình vuông mà hình có chung cạnh với hình vuông C’1C’2C’3C’4 (xem hình 3.32b) Các hình vuông chứa bốn nút A 1, A2, A3, A4 tâm điểm chúng, tâm điểm O hình vuông A1A2A3A4 trùng với tâm điểm hình vuông C’ 1C’2C’3C’4 Nút O nút A1, A2, A3, A4 mạng tâm diện xét lại tâm điểm hình trụ thẳng đứng, đáy hình vuông C 1C2C3C4 bốn hình trụ thẳng đứng khác mà hình có chung mặt bên với hình trụ đáy vuông C1C2C3C4 – ô sở đối xứng mạng tâm thể Vậy mạng tứ giác tâm diện với ô sở đối xứng hình trụ thẳng đứng đáy vuông A1A2A3A4 đồng thời mạng tứ giác tâm thể với ô sở đối xứng hình trụ thẳng đứng đáy vuông C1C2C3C4 có chiều cao Ta chứng minh, Ở hệ tứ phương ô sở Bravais tâm đáy tâm mặt: a) Giả sử hệ tứ phương có ô mạng tâm đáy Ta lấy ô mạng cạnh biểu diễn chúng mặt phẳng vuông góc với trục đối xứng L4 Qua hình a) ta nhận ngay: Ô nguyên thủy, có cạnh nửa đường chéo đáy ô tâm đáy ô mạng sở, thể tích nhỏ Tương tự qua hình b) ta thấy mạng xây từ ô mạng tứ phương tâm diện lại nhận ô mạng tứ phương tâm khối làm ô sở Vậy có hai trường hợp khác nhau: a) Tất nút mạng Bravais đỉnh ô sở đối xứng (hình 3.32c) Ta có mạng tứ giác nguyên thủy b) Ngoài nút mạng Bravais đỉnh ô sở đối xứng ô chứa nút mạng Bravais tâm điểm chúng (hình 3.32d) Ta có mạng tứ giác tâm khối 1.5.3 Hệ trực thoi α = β = γ = 900 ,a ≠ b ≠ c Ô sở đối xứng hình hộp chữ nhật mà ba cạnh khác Tất cạnh trực giao với đôi Do mạng thuộc hệ gọi mạng trực giao Có bốn trường hợp khác a) Tất nút mạng Bravais nút ô sở đối xứng (hình 3.33a) Mạng Bravais mạng trực thoi nguyên thủy b) Ngoài nút mạng Bravais đỉnh ô sở đối xứng ô chứa nút mạng Bravais tâm điểm chúng (hình 3.33b) Trong trường hợp ta có mạng trực thoi tâm thể c) Ngoài nút mạng Bravais đỉnh ô sở đối xứng ô chứa nút mạng Bravais tâm điểm tất hình chữ nhật mặt chúng (hình 3.33c) Mạng Bravais gọi mạng trực thoi tâm diện d) Ngoài nút mạng Bravais đỉnh ô sở đối xứng ô chứa thêm hai nút mạng Bravais tâm điểm hai hình chữ nhật hai mặt song song (hình 3.33d) Ta gọi hai hình chữ nhật có chứa thêm nút tâm điểm hai mặt đáy Trong trường hợp mạng Bravais gọi mạng trực thoi tâm đáy (basecentered) 1.5.4 Hệ nghiêng α = γ = 900, β ≠ 900,a ≠ b ≠ c Ô sở đối xứng hình trụ thẳng đứng mà đáy hình bình hành; ba cạnh có chiều dài khác Ta thu ô cở sở đối xứng cách lấy hình hộp chữ nhật ba cạnh có chiều dài khác nhau, giữ nguyên hướng mặt đáy cặp mặt bên làm cho hướng cặp mặt bên thứ hai bị xiên (β từ 90 trở nên khác 900) Vì mạng thuộc hệ gọi mạng đơn tà Có hai trường hợp: a) Tất nút mạng Bravais đỉnh ô sở đối xứng (hình 3.34a), mạng Bravais mạng đơn tà nguyên thủy b) Ngoài nút mạng Bravais đỉnh ô sở đối xứng ô chứa hai nút tâm điểm hai mặt đáy hình bình hành (hình 3.34b), mạng Bravais mạng đơn tà tâm đáy 1.5.5 Hệ nghiêng α ≠ β ≠ γ ≠ 900,a ≠ b ≠ c Ô sở đối xứng hình hộp bình hành xiên ba cạnh khác nhau, ba góc cạnh góc vuông góc nhọn góc tù tùy ý Ô sở đối xứng thu từ hình hộp chữ nhật cách làm xiên theo ba hướng Do có tên gọi hệ tam tà Phép nghịch đảo phép đối xứng mạng Bravais tam tà Vì ô sở đối xứng không đối xứng nên hệ có loại mạng mạng tam tà nguyên thủy (hình 3.35) 1.5.6 Hệ lục phương α = β = 900,γ = 1200,a = b ≠ c Ô sở đối xứng hình trụ thẳng mà đáy hình lục giác Hệ có mạng mạng lục giác nguyên thủy 1.5.7 Hệ tam phương a = b = c ; ∝ = γ = β ≠ 90 Hệ có mạng mạng lục giác nguyên thủy Ta tóm lược 14 mạng Bravais bảng Hệ Ba nghiêng Một nghiêng Trực thoi Tứ phương Tam phương Lục phương Lập phương Nguyên thuỷ (P) Tâm đáy (C) Tâm khối (I) Tâm diện (F) 1.6 Mắt, khối lượng thể tích, độ chặt sít 1.6.1 Mắt (Z) Khái niệm: Mắt thực thể nhỏ phân biệt lặp lại cách tuần hoàn không gian Đối với tinh thể mức độ vi mô, mắt hạt (nguyên tử, ion, phân tử ) Ví dụ: Trong kim loại đồng, mắt nguyên tử đồng Trong CaCO3: Mắt kết hợp nguyên tử Ca, nguyên tử C nguyên tử ôxy Cách xác định số mắt ô mạng Hạt nằm ngoài: không tính Hạt nằm đỉnh: 1x1/8 =1/8 mắt Hạt nằm cạnh: 1x1/4 = 1/4 mắt Hạt nằm mặt: 1x1/2=1/2 mắt Hạt nằm bên trong: mắt  Ô mạng nguyên thủy Đỉnh nguyên tử kim loại hay ion dương kim loại Z = 8x1/8=1mắt  Ô mạng tâm khối Đỉnh tâm khối hộp lập phương nguyên tử hay ion dương kim loại Z = 8x1/8+1=2 mắt  Ô mạng tâm đáy Đỉnh tâm mặt khối hộp lập phương nguyên tử ion dương kim loại Z=8x1/8+2x1/2=2 mắt  Ô mạng tâm diện Đỉnh tâm mặt khối hộp lập phương nguyên tử ion dương kim loại Z= 8x1/8+6x1/2=4 mắt 1.6.2 Khối lượng thể tích Khối lượng thể tích chất tỷ số khối lượng m vật thể tích V mà chiếm: V thể tích ô mạng: V=a.b.c V=a.b.c.sinγ M khối lượng mol mắt Z số mắt, số Avogadro 6,02 1023 hạt 1.6.3 Độ chặt sít (độ compac) P Là số không thứ nguyên để đo tỉ lệ không gian bị chiếm nguyên tử ion coi dạng cầu ô mạng tinh thể Do P có giá trị từ đến P = Thể tích bị chiếm / thể tích có sẵn = thể tích n nguyên tử ô mạng / thể tích ô mạng • Đối với hình hộp có đáy hình chữ nhật • Đối với hình hộp có đáy hình bình hành n π R 3j ∑ j =1 P= a ×b ×c ×sin γ • Đối với hình hộp có dạng n π R ∑ j j =1 P= r r r  a  b , c  a) Mạng tinh thể lập phương tâm khối Số mắt ô sở : + 1/8 = b) Mạng tinh thể lập phương tâm diện Số mắt ô sở : 1/2 + 1/8 = BÀI TẬP ÁP DỤNG ➊Một chất rắn x chứa hiđrô ôxy Ở nhiệt độ t0 = 00C áp suất p = 1bar kết tinh hệ lục phương Ô mạng sở có dạng sau với thông số: a = 452pm, c = 739pm 1/xác định số nguyên tử nguyên tố chứa ô mạng X 2/ Từ rút công thức HXOY mắt số mắt hợp chất Cho biết tên thông thường chất rắn X 3/ Xác định khối lượng thể tích X 4/ Ở nhiệt độ t0 = 00C, áp suất p = 1bar chất rắn không phản ứng hóa học với nước lỏng khối lượng thể tích ρnước = 1,00.103kg/m3 Xét tính chất X nhúng nước: a) Ở t0 = 00C, áp suất p = 1bar b) Nếu nhiệt độ tăng, áp suất bar c) Nếu áp suất tăng, nhiệt độ t0 = 00C Bài giải: 1/ Nguyên tử ôxi: NO = x 1/8 + x 1/4 +2 x = Nguyên tử hiđrô NH = x 1/4 + x = 2/ Công thức tinh thể học hay công thức đơn vị cấu trúc: Nó tập hợp tổng số nguyên tử ô mạng: H8O4 Viết dạng: HZXOZY Suy Z = ➜ mắt H2O.Vậy hợp chất X nước đá 3/ Ô mạng lục phương: Ở ô mạng lăng trụ thẳng đáy thoi (1/3 ô mạng lục phương) VNước đá = a.a.c.sinγ = a.a.c.sin1200 = a.a.c 1,31.10-28m3 = (452.10-12)2.739.10-12 = Khối lượng mol: MNĐ = 2MH + MO = 18 g/mol = 18.10-3kg/m3 kg/m3 4/ a) Những điều kiện đặt điều kiện nóng chảy nước đá Pha nước đá đặc nước (ρNĐ < ρN) nên lên bề mặt pha lỏng b) Khi nhiệt độ tăng, nước đá nóng chảy chuyển sang trạng thái lỏng d) Khi áp suất tăng mà nhiệt độ không đổi, thể tích giảm đi, khối lượng thể tích tăng lên Vì nước đá chảy thành nước ➋/Dạng α mangan kết tinh theo hệ tứ phương với thông số a = 267pm, c = 355pm, ρV = 7,19.103kgm-3 Xác định số mắt ô mạng từ suy kiểu mạng Bravais dạng mangan độ chặt sít kiểu cấu trúc Giải Hệ tứ phương nên: Khối lượng thể tích: Z = nên mạng tứ phương có kiểu mạng Bravais mạng tâm khối Số nguyên tử Mn có ô mạng N = 8x1/8 + = Độ chặt sít kiểu cấu trúc ➌/Natri oleat C17H33COONa có khối lượng thể tích ρV = 840kgm-3, kết tinh kiểu nguyên thủy P hệ trực thoi Các thông số mạng là: a = 1,23nm; b = 664pm; c = 756pm Xác định khối lượng mol natri oleat xuất phát từ dự kiện cấu trúc Giải Thể tích ô mạng trực thoi: Từ khối lượng thể tích: 1.7 Liên kết tinh thể Ta biết cấu trúc tinh thể tạo thành lực tác dụng tương hỗ nguyên tử, ion tương tác chúng nhỏ Trong chất khác nhau, lực tương tác nguyên tử (ion) khác nhau, làm cho tính chất hóa học, tính chất vật lý khác Người ta phân thành dạng liên kết sau: - Liên kết ion Liên kết đồng hóa trị Liên kết kim loại Liên kết tàn dư Van-dec-Van 1.7.1 Quan hệ hình dáng tinh thể thành phần hóa học Cấu tạo mạng lưới tinh thể liên quan tới thành phần hóa học chất Quan hệ biểu nhiều hay hình dạng bên tinh thể Trong số qui luật kinh nghiệm, ta ý tới qui luật sau: Qui luật 1: Hầu hết chất có thành phân hóa học đơn giản tính đối xứng mạng tinh thể cao Ví dụ: 50% nguyên tố 70% hợp chất hình thành từ nguyên tố dạng tinh thể chúng dạng lập phương; 74-85% hợp chất có nguyên tố phân tử hình thành tinh thể dạng tam phương lục phương Gần 80% hợp chất hữu phức tạp hình thành dạng tinh thể trực thoi đơn tà Qui luật giải thích dễ dàng sau: Những vật chất (những hợp phần) mạng tinh thể giống phân bố có trật tự không gian Tuy nhiên loại trừ ngoại lệ Chẳng hạn đơn chất lưu huỳnh kết tinh theo dạng trực thoi nghiêng, đó, hợp chất silicat có thành phần phức tạp lại kết tinh theo dạng lập phương Qui luật 2: Những chất có cấu tạo giống kết tinh thành tinh thể tương tự Đó qui luật đồng hình Mitscherlich Qui luật đồng hình Mitscherlich khái niệm nhà hoá học Đức Mitselich (E Mitscherlich) nêu lên năm 1819 để hai chất kết tinh có cấu trúc tinh thể tính chất hoá học tương tự, có khả tạo tinh thể hỗn hợp gồm hai chất Hai tinh thể đồng hình (ĐH) khi: 1) Có kiểu mạng tinh thể 2) Các phân tử nút mạng có dạng hình học có kích thước tương đương 3) Liên kết phân tử loại Có hai loại ĐH: a) ĐH hoàn toàn: nguyên tố hoá học thay cho theo tỉ lệ tạo hợp chất có thành phần, tính chất biến đổi liên tục, ví dụ hợp chất plagiocla Na[AlSi3O8] - Ca [Al2Si2O8]; b) ĐH không hoàn toàn: nguyên tố hoá học thay cho tới mức độ định, ví dụ hợp chất sfalerit (Zn,Fe)S, có Fe2+ thay cho Zn2+ tới 26% Hiện tượng ĐH phổ biến tự nhiên, đóng vai trò quan trọng di chuyển tập trung nguyên tố vỏ Trái Đất, nguyên tố phân tán 1.7 Phân loại hóa học tinh thể Theo chất tiểu phân (hạt cấu trúc) dạng liên kết hóa học chúng, ta phân biệt dạng liên kết sau: Tinh thể nguyên tử Tiểu phân cấu tạo nguyên tử phân bố thật đặn nút mạng không gian liên kết với lực liên kết cộng hóa trị Liên kết tạo nhiều nguyên tử góp chung số điện tử để có đủ điện tử lớp Liên kết cộng hóa trị có đặc điểm sau: Liên kết cộng hóa trị có tính định hướng, nghĩa xác suất tồn điện tử tham gia liên kết theo phương nối tâm nguyên tử lớn Hay nói cách khác electron định vị ưu tiên theo hướng đến nguyên tử gần nên liên kết cứng Chính điều làm cho liên kết cộng hóa trị dạng liên kết mạnh Cường độ liên kết phụ thuộc mạnh vào đặc tính liên kết điện tử hóa trị hạt nhân Ví dụ: Cacbon dạng thù hình kim cương có liên kết cộng hóa trị mạnh điện tử liên kết (điện tử hóa trị) số điện tử liên kết trực tiếp với hạt nhân; Sn nhóm với cacbon thể tính liên kết cộng hóa trị yếu điện tử hóa trị (trong số 50 điện tử) nằm xa hạt nhân, có lực liên kết yếu với hạt nhân Vì kim cương có nhiệt độ nóng chảy 3550 oC, Sn nóng chảy 270oC Liên kết cộng hóa trị xảy nguyên tố loại Clo, tinh thể Silic, kim cương, Gecmany Liên kết cộng hóa trị xảy nguyên tử khác gọi liên kết cộng hóa trị phân cực Kiểu đặc trung cho số hợp chất hợp nguyên tố có độ âm điện gần SiC, GaAs, Gap, (Tính âm điện khả hút điện tử hóa trị hạt nhân nguyên tử) Ta gặp liên kết cộng hóa trị thực nhờ đôi điện tử riêng nguyên tử - dạng gọi liên kết phối trí, dạng đặc biệt liên kết cộng hóa trị, mang tính trung gian liên kết cộng hóa trị liên kết ion Ví dụ hợp chất Sferalit ZnS, để tạo thành mối liên kết, nguyên tử lưu huỳnh bỏ điện tử, mà nguyên tử kẽm bỏ điện tử Ở xảy tượng nhường điện tử, nhường hẳn trường hợp liên kết ion Khi đóng vai trò liên kết nguyên tử thành hợp chất, điện tử dạng phối trí lúc chuyển động quanh nguyên tử này, lúc quay quanh nguyên tử Hình 1: a Biểu diễn electron hóa trị Silic b Liên kết cộng hóa trị tinh thể Silic Tinh thể ion Tiểu phân cấu tạo ion dương âm phân bố luân phiên đặn nút mạng không gian liên kết với lực liên kết ion Liên kết ion tạo lực hút tĩnh điện ion có điện tích trái dấu lực đẩy khoảng cách ngắn Ion đơn giản Cl-, Na+, Br-, phức tạp NO3-, CO32-, Liên kết ion có đặc điểm sau: Liên kết ion không định hướng không gian điện trường ion hay đối xứng mây electron thường dạng cầu, không bão hòa Tinh thể ion coi tập hợp cầu không mang điện tích Trong ting thể ion C XAY , độ ion liên kết lý thuyết 100% có Đặc tính ion rõ hiệu âm điện A B lớn; liên kết ion đòi hỏi kết hợp nguyên tố có độ âm điện nhỏ (nằm duới phía trái bảng tuần hoàn) với nguyên tố âm điện mạnh (ở phía phải) Hai điều kiện giải thích halogenua tinh thể ion bền Cũng giống liên kết cộng hóa trị, liên kết ion mạnh (bền vững) nguyên tử chứa điện tử, tức điện tử cho hay nhận nằm gần hạt nhân Ví dụ: Hidro (H2) tạo với F, Cl, Br, I hợp chất HF, HCl, HBr, HI lượng liên kết ion tương ứng 5,81; 4,44; 3,75; 3,06 eV/mol Các tính chất: Các hạt tích điện cation anion Khối lượng thể tích chúng lớn nhiều so với electron (Ion 35Cl- có khối lượng lớn khối lượng electron khoảng 65000 lần) Vì chúng khó chuyển động mạng tinh thể Ở trạng thái rắn, hợp chất có độ dẫn điện nhỏ, chúng hợp chất dẫn điện tốt trạng thái nóng chảy dung dịch (chất điện ly) Hình 2: Liên kết ion tinh thể NaCl Khảo sát trạng thái liên kết hóa học hợp chất tự nhiên cho ta thấy: -Tất florua có liên kết gần đơn dạng ion, liên kết đồng cực mức độ từ 2% KF đến 20% AlF3 -Một phần lớn ôxyt có liên kết chủ yếu dạng ion , trừ thạch anh (SiO )và piroluzit (MnO2) có liên kết đồng hóa trị vượt trội (54% 65% ) -Các sulfua chủ yếu hợp chất nguyên tử Các selenua, teluarua, acxenua, antimonua hợp chất có liên kết đồng hóa trị mức độ cao -Thông thường nguyên tố có giá trị độ âm điện mạnh đóng vai trò định trạng thái liên kết hợp chất Theo Lêbêdev, nguyên tố F,O Cl có khả tạo thành hợp chất ion; S, I, Te, As Sb nguyên tố tạo hợp chất nguyên tử Trong tự nhiên, hợp chất ion thường phổ biến Tinh thể kim loại Tiểu phân cấu tạo chiếm vị trí nút mạng không gian ion dương kim loại, tức nguyên tử kim loại bớt số electron liên kết yếu chúng Những electron có khả di động tương đối tự mạng lưới kim loại ( tinh thể ) không thuộc hẳn nguyên tử nào, lúc liên kết với nguyên tử này, lúc liên kết với nguyên tử khác cách thực liên kết chúng +Liên kết kim loại tạo tương tác tĩnh điện điện tích âm electron đám mây điện tử điện tích dương cation kim loại Tính chất: +Các electron tự di chuyển toàn tinh thể làm cho kim loại có độ dẫn diện dẫn nhiệt cao +Về mặt luợng, liên kết kim loại coi liên kết trung bình +Về mặt quang học, kim loại thể khả phản chiếu đặc trưng dịch chuyển electron miền lượng ánh sáng nhìn thấy Hình 3: Mô hình liên kết kim loại Tinh thể phân tử Tiểu phân cấu tạo chiếm vị trí nút mạng lưới tinh thể phân tử nguyên vẹn có hóa trị bão hòa liên kết với lực yếu thuờng thuộc loại Van der Waals liên kết hydro Liên kết phân tử chúng thường liên kết cộng hóa trị - Liên kết Van der Waals liên kết hiệu ứng hút nguyên tử phân tử bị phân cực trạng thái rắn Liên kết thuộc loại yếu, dễ bị phá vỡ tăng nhiệt độ Vì chất rắn sở liên kết Van der Waals thuờng có nhiệt độ nóng chảy thấp, độ cứng nhỏ độ giãn nở nhiệt đáng kể - Liên kết hydro dạng trung gian liên kết Van der Waals ion Nó thực nhờ nguyên tử hydro đứng gây lực hút hai nguyên tử mang điện âm Thường đuợc biểu diễn A - H B Ví dụ : Ở HF : F - H F - H tạo thành (HF) ; n = (dung dịch) ; n=4 ( thể rắn ) Hình 4: Mô hình liên kết hydro Nguyên nhân : Vì độ âm điện F lớn nên liên kết H - F electron bị hút lệch mạnh phía F làm cho F tích điện âm ; nguyên tử H lại gần trơ trọi hạt nhân mang điện dương nên đến gần nguyên tử F chui vào bên vỏ electron nguyên tử F phân tử HF khác hình thành mối liên kết với nguyên tử F Tương tự H2O : (H2On) n=2-3 nước ; n=5 nước đá Năng lượng liên kết hydro nhỏ liên kết cộng hóa trị hay ion 10 lần lại 10 lần lớn lượng liên kết tàn dư Tinh thể thực Bốn kiểu tinh thể với kiểu liên kết nêu thực tế truờng hợp giới hạn cấu trúc mô hình tinh thể Khi nghiên cứu, người ta quan tâm hợp chất nghiêng dạng liên kết nhiều Ngoài có dạng liên kết trung gian nên việc phân loại tinh thể theo liên kết không dễ dàng Mặt khác, tinh thể tồn nhiều liên kết khác Ví dụ : Dạng trung gian liên kết kim loại liên kết nguyên tử gặp số đơn chất có tính kim loại điển As, Se Hoặc dạng trung gian liên kết ion cộng hóa trị (được gặp nhũng tinh thể cấu tạo từ nguyên tố mà khác độ âm điện chúng chưa đủ để thực liên kết ion đủ để hình thành liên kết cộng hóa trị phân cực) Cho nên phân loại tinh thể theo tính chất liên kết không dễ dàng Hơn nữa, tinh thể tồn nhiều dạng liên kết khác Ví dụ: Tinh thể than chì có cấu trúc lớp; lớp liên kết nguyên tử bon liên kết cộng hóa trị bền liên kết lớp liên kết phân tử Hoặc tinh thể muối ngậm nước có dạng liên kết sau: Liên kết ion cation anion muối, liên kết cộng hóa trị phân cực phân tử nước liên kết ion lưỡng cực ion phân tử nước KẾT LUẬN Trong mạng tinh thể có loại tinh thể xếp theo 14 kiểu mạng Bravais.V iệc xác định số mắt có ô sở quan trọng, dựa vào số lượng mắt xác định có ô sở ta suy dạng mạng tinh thể Ví dụ: ô sở có mắt có dạng lập phương tâm khối Khối lượng thể tích chất phụ thuộc vào thành phần cấu tạo nên chất cấu trúc vi mô Người ta dùng khối lượng riêng để phân biệt loại vật liệu khác phán đoán số tính chất Theo chất tiểu phân ( hạt cấu trúc )và dạng liên kết hóa học chúng phân biệt loại tinh thể sau: - Tinh thể nguyên tử - Tinh thể ion - Tinh thể kim loại - Tinh thể phân tử - Tinh thể thực Từ loại liên kết tinh thể người ta nghiên cứu cấu trúc tinh thể ứng dụng thực tế Qua trình học tập nghiên cứu học phần Vật lí tinh thể, trình độ kiến thức thành viên nhóm nhiều hạn chế nên tránh khỏi sai sót trình làm tiểu luận Rất mong nhận góp ý, giúp đỡ quý thầy để Tiểu luận đạt hiệu tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy [...]... thể phân biệt các loại tinh thể sau: - Tinh thể nguyên tử - Tinh thể ion - Tinh thể kim loại - Tinh thể phân tử - Tinh thể thực Từ các loại liên kết trong tinh thể người ta có thể nghiên cứu cấu trúc tinh thể và ứng dụng trong thực tế Qua quá trình học tập và nghiên cứu học phần Vật lí tinh thể, do trình độ kiến thức của các thành viên trong nhóm còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi sai sót trong... liên kết tàn dư Tinh thể thực Bốn kiểu tinh thể với các kiểu liên kết nêu trên thực tế là những truờng hợp giới hạn và là những cấu trúc mô hình tinh thể Khi nghiên cứu, người ta chỉ quan tâm là hợp chất nghiêng về dạng liên kết nào nhiều nhất Ngoài ra còn có các dạng liên kết trung gian nên việc phân loại tinh thể theo liên kết cũng không dễ dàng Mặt khác, trong 1 tinh thể cũng có thể tồn tại nhiều... giữa hình dáng tinh thể và thành phần hóa học Cấu tạo của mạng lưới tinh thể có thể liên quan tới thành phần hóa học của chất Quan hệ này có thể biểu hiện nhiều hay ít ngay cả đối với hình dạng bên ngoài của tinh thể Trong số những qui luật kinh nghiệm, ta có thể chú ý tới 2 qui luật sau: Qui luật 1: Hầu hết các chất có thành phân hóa học càng đơn giản thì tính đối xứng của mạng tinh thể càng cao Ví... mà nhiệt độ không đổi, thể tích sẽ giảm đi, do đó khối lượng thể tích tăng lên Vì vậy nước đá chảy thành nước ➋/Dạng α của mangan kết tinh theo hệ tứ phương với các thông số a = 267pm, c = 355pm, ρV = 7,19.103kgm-3 Xác định số mắt của ô mạng và từ đó suy ra các kiểu mạng Bravais có thể của dạng mangan và độ chặt sít của kiểu cấu trúc ấy Giải Hệ tứ phương nên: Khối lượng thể tích: Z = 2 nên mạng tứ phương... phương chỉ có một kiểu mạng Bravais là mạng tâm khối Số nguyên tử Mn có trong ô mạng N = 8x1/8 + 1 = 2 Độ chặt sít của kiểu cấu trúc ➌/Natri oleat C17H33COONa có khối lượng thể tích ρV = 840kgm-3, kết tinh kiểu nguyên thủy P của hệ trực thoi Các thông số của mạng là: a = 1,23nm; b = 664pm; c = 756pm Xác định khối lượng mol của natri oleat xuất phát từ các dự kiện cấu trúc Giải Thể tích ô mạng trực thoi:... dạng tinh thể của chúng là dạng lập phương; 74-85% hợp chất có 4 nguyên tố trong phân tử hình thành những tinh thể dạng tam phương và lục phương Gần 80% hợp chất hữu cơ phức tạp hình thành dạng tinh thể trực thoi và đơn tà Qui luật này có thể giải thích dễ dàng như sau: Những vật chất (những hợp phần) của mạng tinh thể càng giống nhau thì càng phân bố có trật tự trong không gian Tuy nhiên không thể. .. chất kết tinh có cùng cấu trúc tinh thể và tính chất hoá học tương tự, có khả năng tạo ra những tinh thể hỗn hợp gồm cả hai chất Hai tinh thể là đồng hình (ĐH) khi: 1) Có cùng kiểu mạng tinh thể 2) Các phân tử ở các nút mạng có cùng dạng hình học và có kích thước tương đương 3) Liên kết giữa các phân tử là cùng loại Có hai loại ĐH: a) ĐH hoàn toàn: các nguyên tố hoá học có thể thay thế cho nhau theo tỉ... 1 P = Thể tích bị chiếm / thể tích có sẵn = thể tích của n nguyên tử trong ô mạng / thể tích ô mạng • Đối với hình hộp có đáy là hình chữ nhật • Đối với hình hộp có đáy là hình bình hành n 4 π R 3j ∑ j =1 3 P= a ×b ×c ×sin γ • Đối với hình hộp có dạng bất kỳ n 4 3 π R ∑ j j =1 3 P= r r r  a  b , c  a) Mạng tinh thể lập phương tâm khối Số mắt trong một ô cơ sở : 1 + 8 1/8 = 2 b) Mạng tinh thể lập... lượng thể tích Khối lượng thể tích của một chất là tỷ số giữa khối lượng m của vật và thể tích V mà nó chiếm: V là thể tích của ô mạng: V=a.b.c hoặc V=a.b.c.sinγ M là khối lượng mol của mắt Z là số mắt, là số Avogadro bằng 6,02 1023 hạt 1.6.3 Độ chặt sít (độ compac) P Là một số không thứ nguyên để đo tỉ lệ không gian bị chiếm bởi các nguyên tử hoặc ion đã được coi là dạng cầu trong ô mạng tinh thể Do... Hoặc tinh thể muối ngậm nước có những dạng liên kết sau: Liên kết ion giữa các cation và anion của muối, liên kết cộng hóa trị phân cực trong phân tử nước và liên kết ion lưỡng cực giữa các ion và phân tử nước KẾT LUẬN Trong mạng tinh thể có 7 loại tinh thể sắp xếp theo 14 kiểu mạng Bravais.V iệc xác định số mắt có trong 1 ô cơ sở khá quan trọng, dựa vào số lượng mắt xác định có trong 1 ô cơ sở ta có thể