tinh thể học :CẤU TRÚC TINH THỂ

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÍ ….… TIỂU LUẬN MÔN HỌC VẬT LÍ TINH THỂ-NHÓM Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS TRƯƠNG MINH ĐỨC Học viên thực hiện: 1)Nguyễn Thị Kim Mai 2) Phạm Thị Kim Nguyệt 3) Nguyễn Hữu Thái Nghị 4) Nguyễn Thị Thanh Nga 5) Lê Thanh Sơn K23 – LL&PPDHBM Huế, khóa học 2014 – 2016 Trang MỤC LỤC NỘI DUNG CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC TINH THỂ 2.4 Cấu trúc hợp chất ion nguyên tố Công thức tổng quát: Trong C cation; A anion Trong tinh thể ion: Tổng điện tích dương phải tổng điệntích âm Nghĩa tinh thể trung hòa điện tích Trang Để cấu trúc bền vững ion trái dấu phải tiếp xúc Các anion tiếp xúc nhauhoặc cách khoảng xác định Các anion có bán kính lớn cation nên anion xếp cầu tạo mạng chủ, cation điền vàocác hổng trống Xét cấu trúc tinh thể NaCl: Ở ion hay ion bọc quanh ion khác dấu, ion nữanằm bên phía ion trung tâm.Vậy tinh thể muối ăn số phối trí /, /là hình phối trí bát diện.Tương tự vậy/=/= [12] Như để có số phối trí quan hệ kích thước ion nào? Hay điều kiện để có số phối trí 6? Hay kích thước cation để lọt vào hổngbát diện? Xét tiết diện bát diện có chứa đường chéo Độ dài Trang đường chéo cạnh acủa lập phương Cạnh tiết diện a.cos= a rA rC a 2 rA rC a 2 Ta có điều kiện để hạt xếp chặt: ≤ a (1) Điều kiện để cation C anion A tiếp xúc là: 2( + ) = a (2) Từ (1) (2) : 2rA ≤ ( + ) hay ≤ (1 + ) ≥ - ≈ 0,414 Trang Trị số 0,414 giới hạn tỷsố bán kính ion loại cấu trúc có ion bọc quanh 6ion trái dấu Vậy giới hạn bao nhiêu? Và < 0,414 sao? Ta thấy giữ nguyên bán kính ion vây quanh mà bán kính ion trung tâm giảm xuống thìcấu trúc tinh thể không bền vững, ta biết mạng tinh thể bền vững ion khác dấutiếp xúc chặt chẽ với Do < 0,414 số ion khác dấu vây quanh phải giảmxuống bền số phối trí Ngược lại, tăng bán kính ion trung tâm lên đến giátrị = 0,73 ion trung tâm có ion vây quanh xếp sít chặt , ta nói số phối trí bền vữngnhất trường hợp Cụ thể: Dùng hình phối trí trường hợp số phối trí để tính Ta biết ion có số phối trí 8thì hình phối trí lập phương Giả thiết anion A đỉnh lập phươngvà có bán kính a cạnh lậpphương Ta có: ≤a (1) Gọi bán kính cationC Cation tâm lập phương.Điều kiện ion A C tiếp xúc là: ( + ) = a (2) Từ (1) (2) ta có: 2≤(+ ) Chia vế cho ta được: ≤(1 + ) ≥ - = 0,733 Trong kiểu cấu trúc tinh thể ta hay gặp số số phối trí sau: Trang Sft Đa diện phối trí 0,15 ≤ < 0,22 Tam giác 0,22 ≤ < 0,41 Tứ diện 0,41 ≤ < 0,73 Bát diện 0,73 ≤ [...]... ((Zn,Fe)S) là khoáng vật quặng kẽm chủ yếu Nó bao gồm phần lớn kẽm sulfua ở dạng kết tinh nhưng nó luôn chứa hàm lượng sắt thay đổi Sphalerit kết tinh theo hệ lập phương tâm diện Trong cấu trúc tinh thể, các nguyên tử kẽm và sulfua chiếm các đỉnh của tứ diện Cấu trúc này gần giống với cấu trúc của kim cương Trang 11 2.4.3.2 Mô tả cấu trúc Do bán kính: R Zn 2+ = 74 pm, R ⇒ 0, 225 ≤ S 2− = 184 pm ⇒ RC 74 = = 0,... Ca 2 + +R F1− 3 ] = 4.(100 + 133) 3 = 538pm Trang 16 2.4.5 Cấu trúc của AntiFluorin Tiền tố anti được dùng trong hóa học tinh thể biểu thị kiểu cấu trúc suy ra từ một kiểu cấu trúc khác khi đổi vị trí các anion bằng các cation Đó là kiểu của hợp chất C2A suy ra từ CA2 Trong đó C là các cation kiềm ( Li, Na , K ,Rb ) còn A là ôxy Mô tả cấu trúc: + oxy O2- xếp cầu kiểu lập phương, tức tạo mạng lập phương... công nghệ sản xuất thủy tinh Cấu trúc tinh thể Ta có bán kính các ion: ⇒ 0,73 ≤ RCa2 + = 100 pm; RF − ⇒ = 133 pm RCa2 + RF − = 100 133 = 0,75 RC ≤1 RA Suy ra:Số phối trí của Ca2+/F1-= [8] Như vậy: F1- tạo mạng lập phương nguyên thủy và Ca 2+ lọt vào hổng lập phương tương tự CsCl Số anion F 1- gấp đôi số Ca2+ và điện tích của F1- = -1; của Ca2+ = +2 Dẫn đến, cấu trúc của CaF2 có thể biểu diễn bằng 2 cách... a′ 2.5 Cấu trúc của tinh thể phức tạp hơn 2.5.1 Phức chất K2[PtCl6] Kết tinh trong hệ lập phương tương tự Antifluorin Đơn vị cấu tạo là K + và phức [PtCl]6- Ion phức tạo mạng lập phương tâm diện còn K + chiếm 8 hổng T ( hình 1) Ion phức là 1nhóm trong đó Pt4+ có 6Cl- quây quanh chiếm ở 6 đỉnh bát diện (hình 2) Trang 18 Từ cấu trúc của phức ta không còn viết dưới dạng KCl.PtCl4 nữa 2.5.2 Cấu trúc của... theo 1 chiều, nhưng trong các miền khác nhau mômen điện hướng theo các chiều khác nhau Trang 20 Do vậy nên tinh thể không tạo bên ngoài mình một điện trường nào Sự phân cực hóa phụ thuộc vào nhiệt độ và tính chất phân cực chỉ thể hiện trong 1 khoảng nhiệt độ nhất định Quá giới hạn đó, cấu trúc tinh thể sẽ biến đổi và tính chất phân cực sẽ mất đi; nhiệt độ này gọi là nhiệt độ Curi (hoặc điểm Curi).Tại... vào lỗ hổng phù hợp để đảm bảo tính bền vững của cấu trúc mạng + Đối với cấu trúc kiểu Sphalerit có hình phối trí là tứ diện vì có số phối trí Zn 2+/S2=S2+/Zn2+=[4] Do số phối trí giống nhau nên các vị trí của các ion có thể đổi chỗ cho nhau nghĩa là các ion Zn 2+,S2- có thể nhận các lỗ hổng tứ diện Nó có cấu trúc giống như kim cương đó là đều kết tinh trong hệ lập phương kiểu mạng lập phương tâm diện,... chặt, chúng đẩy ra xa nhau Thông số a>a’ thì mạng sẽ sít chặt nhau (Dựa vào bán kính của anion và cation và từ hình vẽ cấu trúc mạng ta tính được a và a’) Với cấu trúc tinh thể phức tạp hơn như phức chất K2[PtCl6] thì đây là hình lập phương tâm diện nên mỗi đường chéo có hai hổng tinh thể Trang 24 Trong hình lập phương thì có bốn đường chéo nên ion phức tạo mạng lập phương tâm diện còn K+ chiếm 8 hổng... nhiệt độ gần 0 oC và -80oC: dưới 0oC các ô đơn vị là trực thoi với trục cực song song với một mặt đường chéo và dưới -800C nó là cấu trúc mặt thoi Hình 1.3 Sự thay đổi pha cấu trúc tinh thể BaTiO3 tại Tc Trang 21 Một đơn vị cấu trúc điển hình BaTiO3 Ô cơ sở BaTiO3 bao gồm một mạng lưới liên kết góc của bát diện oxy với ion Ti bị chiếm (vị trí B ) trong khối bát diện và các ion Ba 2+ nằm ở khe hở (vị... thoi chuyển sang pha mặt thoi Trang 22 (lục giác) (lập phương) (Tứ giác) (mặt thoi) (Trực giao) KẾT LUẬN Như vậy thông qua việc xét mối quan hệ kích thước giữa các ion trong hợp chất ta có thể suy ra cấu trúc mạng tinh thể của hợp chất đó Anion có kích thước lớn hơn sẽ xếp cầu tạo mạng chủ, các cation sẽ chiếm vào các hổng Quy luật xếp cầu sẽ tương ứng như sau: Nếu 0,225 ≤ < 0,41 : Hổng tứ diện, thì mạng...(giá trị này gần với giá trị của cấu trúc CsCl nhưng nhỏ hơn cấu trúc lập phương tâm diện) Số phối trí: /= /=[6] ; /= / = [12] Kiểu cấu trúc của halit đặc trưng cho các halogenua của kim loại kiềm (trừ halogenuacesi), của bạc (trừ AgI), cho các oxit, sulfua và selenua của kiềm thổ cũngnhư các sulfua, telurua chì, cùng nhiều hợp chất khác 2.4.3 Cấu trúc kiểu Sphalerit 2.4.3.1 Quặng Sphalerit