Pevné skupenství. Vliv teploty a tlaku

Podobné dokumenty
Pevné skupenství. teplo se nešíří prouděním

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

MŘÍŽKY A VADY. Vnitřní stavba materiálu

Nauka o materiálu. Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky

2. Molekulová stavba pevných látek

PETROLOGIE =PETROGRAFIE

LOGO. Struktura a vlastnosti pevných látek

Základy geologie pro geografy František Vacek

Úvod do praktické geologie I

12. Struktura a vlastnosti pevných látek

1 Krystalické a amorfní látky. 4 Deformace pevného tělesa 7. Základní stavební jednotkou krystalické látky jsou monokrystaly.

GEOLOGIE. Stavbou Země, jejím sloţením, tvarem se zabývají geologické vědy:

EKOLOGICKÝ PŘÍRODOPIS. Tématický celek: NEŽIVÁ PŘÍRODA. Téma: KRYSTALOVÉ SOUSTAVY. Ročník: 9. Autor: Mgr. Martina Kopecká

Struktura a vlastnosti pevných látek

Vnitřní stavba pevných látek přednáška č.1

Poruchy krystalové struktury

STRUKTURA A VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK

ZÁKLADY GEOLOGIE. Úvod přednáška 1. RNDr. Aleš Vaněk, Ph.D. č. dveří: 234, FAPPZ

Metody využívající rentgenové záření. Rentgenovo záření. Vznik rentgenova záření. Metody využívající RTG záření

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.1 Konstrukční materiály

Metody využívající rentgenové záření. Rentgenografie, RTG prášková difrakce

Elektronová struktura

2. VNITŘNÍ STAVBA MATERIÁLŮ

STRUKTURA A VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK

Kvantová fyzika pevných látek

Anotace: Materiál je určen k výuce přírodopisu v 9. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky s fyzikálními vlastnostmi nerostů. Materiál je plně funkční pouze s

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

Mol. fyz. a termodynamika

MINERÁLY (NEROSTY) PROJEKT EU PENÍZE ŠKOLÁM OPERAČNÍ PROGRAM VZDĚLÁVÁNÍ PRO KONKURENCESCHOPNOST

Minule vazebné síly v látkách

ZÁKLADY KRYSTALOGRAFIE KOVŮ A SLITIN

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově. 06_4_ Struktura a vlastnosti pevných látek

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Pracovní list č.3 k prezentaci Křivky chladnutí a ohřevu kovů

Některé základní pojmy

KONSTITUČNÍ VZTAHY. 1. Tahová zkouška

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově. 06_4_ Struktura a vlastnosti pevných látek

Mineralogie. 2. Vlastnosti minerálů. pro Univerzitu třetího věku VŠB-TUO, HGF. Ing. Jiří Mališ, Ph.D. tel. 4171, kanc.

Přednáška č. 2 Morfologická krystalografie. Krystalové osy a osní kříže, Millerovy symboly, stereografická projekce, Hermann-Mauguinovy symboly

České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská. Příloha formuláře C OKRUHY

HORNINA: Agregáty (seskupení) různých minerálů, popř. organické hmoty, od minerálů se liší svojí látkovou a strukturní heterogenitou

Bodové grupy symetrie

Skupenské stavy látek. Mezimolekulární síly

Rozvoj vzdělávání žáků karvinských základních škol v oblasti cizích jazyků Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.07/

TEORIE TVÁŘENÍ. Lisování

VLASTNOSTI LÁTEK. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

Přehled otázek z fyziky pro 2.ročník

- zabývá se pozorováním a zkoumáním vnitřní stavby neboli struktury (slohu) kovů a slitin

Fyzika je přírodní věda, která zkoumá a popisuje zákonitosti přírodních jevů.

Kapitola 3.6 Charakterizace keramiky a skla POVRCHOVÉ VLASTNOSTI. Jaroslav Krucký, PMB 22

Výuková pomůcka pro cvičení ze geologie pro lesnické a zemědělské obory. Úvod do mineralogie

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

Plastická deformace a pevnost

3) Vazba a struktura. Na zaslal(a): Lenka

Skupenství látek KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

Podještědské gymnázium, s.r.o., Liberec, Sokolovská 328. Krystaly nerostné květiny. (projekt)

Cyklus přednášek z mineralogie pro Jihočeský mineralogický klub. Jihočeský Mineralogický Klub

Mineralogie. Pro 1. ročník, VŠB-TUO HGF. Ing. Jiří Mališ, Ph.D. tel. 4171, kanc. J441

STRUKTURA PEVNÝCH LÁTEK STRUKTURA PEVNÝCH LÁTEK

Struktura a vlastnosti kovů I.

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost.

Značení krystalografických rovin a směrů

Mechanické vlastnosti pevných látek

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

Mechanické vlastnosti pevných látek

Tváření. produktivní metody výroby polotovarů a hotových výrobků, které se dají dobře mechanizovat i automatizovat (velká výkonnost, minimální odpad)

Fyzika - Sexta, 2. ročník

Tenzorový popis fyzikálních vlastností

Neživá příroda I. Optické vlastnosti minerálů

Přednáška č. 3. Strukturní krystalografie, krystalové mřížky, rentgenografické metody určování minerálů.

Mineralogie a petrografie

Metalografie ocelí a litin

18MTY 1. Ing. Jaroslav Valach, Ph.D.

stavební kostičky, z těch vše sestaví TESELACE chybí měřítko na velikosti kostiček nezáleží Pyrit krychle pentagonalní dodekaedr granát trapezoedr

UČIVO. Termodynamická teplota. První termodynamický zákon Přenos vnitřní energie

Mechanika kontinua. Mechanika elastických těles Mechanika kapalin

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.3 Pevnost krystalických materiálů

Mineralogie. 1. Krystalografie. pro Univerzitu třetího věku VŠB-TUO, HGF. Ing. Jiří Mališ, Ph.D. tel. 4171, kanc.

VŠEOBECNÁ MINERALOGIE Část 1.

Struktura polymerů. Příprava (výroba).struktura vlastnosti. Materiálové inženýrství (Nauka o materiálu) Základní představy: přírodní vs.

Křehké materiály. Technická univerzita v Liberci Nekovové materiály, 5. MI Doc. Ing. Karel Daďourek, 2008

Nauka o materiálu. Přednáška č.10 Difuze v tuhých látkách, fáze a fázové přeměny

CELKOVÉ OPAKOVÁNÍ UČIVA + ZÁPIS DO ŠKOLNÍHO SEŠITU část 03 VNITŘNÍ ENERGIE, TEPLO.

VY_32_INOVACE_ / Krystalová struktura a vlastnosti minerálů Krystalová soustava

Přírodopis 9. Fyzikální vlastnosti nerostů. Mgr. Jan Souček Základní škola Meziměstí. 8. hodina

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky

Elektrická vodivost - testové otázky:

Uhlík a jeho alotropy

1. Co je to mineralogie = věda o minerálech (nerostech), podmínkách jejich vzniku, stavbě a chemickém složení

Nauka o materiálu. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

Fyzikální a chemické vlastnosti minerálů. Cvičení 1GEPE + 1GEO1

Základní pojmy teorie struktury ideálního krystalu

Průvodka. CZ.1.07/1.5.00/ Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Polotovary vyráběné tvářením za studena

Minerály a horniny I. část

Transkript:

Pevné skupenství

Pevné skupenství stálé atraktivní interakce mezi sousedními molekulami, skoro žádná translace atomů těsné seskupení částic bez volné pohyblivosti (10 22-10 23 /cm 2, vzdálenosti 10-1 nm) atomy kmitají kolem rovnovážných poloh zachovávají tvar a objem (bez působení vnější síly) sklo, asfalt teplo se nešíří prouděním

Pevné skupenství Deformace pevných těles průžná (elastická) návrat do původního stavu po odeznění působení sil tvárná (plastická) těleso zůstává v novém tvaru i po odeznění působení sil tah, ohyb, smyk, kroucení Vliv teploty a tlaku

Pevné skupenství Uspořádanost Krystalický stav uspořádané seskupení molekul (částic) pravidelné rozmístění rovnovážných poloh atomů obvykle energeticky výhodnější než amorfní stav Amorfní stav (beztvarý) náhodné, neuspořádané seskupení molekul nepravidelné, neperiodocké rozložení rovnovážných poloh atomů sklo, opál, vosk

Krystalický stav základní pojem krystal krystalové plochy přirozené rovinné plochy omezující krystal (historický pohled z vnějšku) tvar krystalu odraz pravidelného uspořádání jeho základních stavebních částic (molekul, atomů, iontů) charakteristika vnitřní struktury (moderní pohled) Krystalografie nauka o krystalech (fyzikální, morfologická, chemická, strukturní)

Krystalický stav Krystal pravidelné uspořádání (periodicita 3D struktury) každá pevná látka vykazující nespojitý difrakční obrazec (bodový) homogenní anizotropní diskontinuum se zákonitou a periodicky se opakující vnitřní stavbou ostrý bod tání definované složení a vlastnosti homogennost fyzikální veličiny v každém objemovém elementu krystalu jsou konstantní anizotropie závislost některých fyzikálních vlastností na směru (tvrdost, tepelná a elektrická vodivost, ) orientaci krystalu

Krystal kovalentní krystal křemen, diamant iontový krystal NaCl, KBr, CsF... molekulový krystal organické látky (nízkomolekulární) kovový krystal kationty jsou uspořádány do krystalové mřížky, elektrony jsou pro celou mřížku společné (elektronový plyn)

Krystalický stav Krystalická látka pevná látka charakteristickou vnitřní stavbou není podstatná existence vnějších krystalových ploch (klíčová je vnitřní struktura nikoli vnější vzhled)

Krystalický stav Ideální krystal nekonečný (nekonečná mřížka), pravidelný, bez poruch mřížka definovaná třemi translačními vektory Dokonalý krystal konečné rozměry, dokonalá vnitřní stavba krystaly vypěstované ve stavu bez tíže Reálný krystal konečné rozměry poruchy četnost a pohyb poruch

Reálný krystal Poruchy bodové (OD) čarové (1D) plošné (2D) objemové (3D)

Reálný krystal Bodové poruchy vliv na mechanické, optické a elektrické vlastnosti vakance příměsi (cizí atomy) intersticiální polohy částic Vakance uzly mřížky, které nejsou obsazeny atomy množství roste s teplotou deformují své bezprostřední okolí v mřížce (dochází ke zpevnění)

Reálný krystal Příměsi (substituční atomy) atomy v mřížce jsou nahrazeny jiným prvkem okolní atomy jsou ovlivněny napěťovým polem

Reálný krystal Intersticiální atomy atomy umístěny v meziuzlových protorách mřížky v kovových mřížkách jen atomy nekovů (C, N, O, B a H) dochází k deformaci bezprostředního okolí (dochází k většímu zpevnění než u vakance)

Reálné krystaly Bodové poruchy Iontové krystaly Schottkyho defekt chybějící atom se pohybuje směrem k okraji krystalu Frenkelovův defekt chybějící atom se posouvá do prostoru mezi atomy (intersticiální pozice) ovlivňují např. rychlost difúze, kdy při vyšších teplotách mohou některé iontové krystaly vykazovat elektrickou vodivost

Reálný krystal Čarové poruchy (dislokace) vznikají přesunutím určitého množství atomů při skluzovém pohybu vzhledem k vrtsvě sousední dislokace hranice mezi uskutečněným a neuskutečněným skluzem v krystalu vyvolává plastickou deformaci mřížky a zůsobuje napěťové pole okolo dislokace dislokace je schopná se pohybovat krystalovou mřížkou (skluzem ve skluzné rovině pokud dojde k překročení určité mezní hodnoty skluzového napětí v rovině a směru skluzu) definována pomocí Burgersova vektoru (velikost a orientace relativního posunutí dvou částí krystalu)

Reálný krystal Čarové poruchy hranové šroubové smíšené

Reálné krystaly Hranová dislokace vložení další mřížové roviny (dislokační roviny) vliv na mechanické vlastnosti (skluz rovin)

Reálné krystaly Hranová dislokace vložení další mřížové roviny (dislokační roviny) vliv na mechanické vlastnosti (skluz rovin) Šroubová dislokace Smíšená dislokace

Krystalické látky trojrozměrně periodická atomová struktura v celém krystalu nebo v části krystalu o rozměrech větších než 10 µm (dalekodosahové uspořádání) Monokrystaly všechny částice v jedné krystalické struktuře, která není přerušená, rozložení částic se periodicky opakuje v celém krystalu (celém objemu pevné látky) celý monokrystal má pravidelný geometrický tvar

Krystalické látky polykrystaly složeny z velkého počtu drobných krystalků (zrna s rozměrem 10 µm až mm). Částice uvnitř zrn opakující se struktura. Zrna uspořádána nahodile, vzájemná poloha je neupořádaná. Navenek izotropní nanokrystalické látky (nanodiamant, nanokrystalické polovodiče CdS, CdSe, nanoferroelektronika) kovy

Krystalické látky Látky v různých modifikacích různé vnitřní struktuře polymorfismus různé krystalické modifikace jedné látky Uhlík saze (amorfní) diamant (kubická plošně centrovaná mřížka) grafit (hexagonální) ZrO2 tetragonální - kubická monoklinický

Krystalické látky 14 typů Bravaisových mřížek v 3D prostoru Sedm krystalových soustav triklinická monoklinická ortorhombická tetragonální kubická trigonální (romboedrická) hexagonální

Krystalové soustavy Triklinická (trojklonná) soustava 3 různocenné osy (různě dlouhé) kosé uhly nejméně souměrná žádná rovina souměrnosti modrá skalice, tyrkys

Krystalové soustavy Monoklinická (jednoklonná) soustava dvě ze tří různocenných os svírají libovolný úhel, třetí je k nim kolmá velmi častá sádrovec, ortoklas, biotit, mastek

Krystalové soustavy Rhombická (kosočtverečná) soustava kolmo proťaté různocenné osy prizmata, tabulkovité tvary síra, olivín, topaz, aragonit, baryt

Krystalová soustava Tetragonální (čtverečná) soustava tvar protaženější než krychle dvě stejnocenné a jedna odlišná osa na sebe kolmé rutil, chalkopyrit, kasiterit

Krystalová soustava Kubická (krychlová) soustava krychlovité krystaly nejvíce rovin souměrnosti zahrnuje i osmistěnné a dvanáctistěnné krystaly meď, diamant, flourit, granát, halit, stříbro, zlato

Krystalová soustava Hexagonální (šesterečná) soustava šest stejně dlouhých os leží v jedné rovině, sedmá osa stojí kolmo k této rovině a je nestejně dlouhá kalcit, apatit, grafit, beryl

Krystalová soustava Klencová (trigonální) soustava tři stejnocenné osy v rovině a na ně kolmá odlišná osa šesterečná/trojčetná osa někdy řazena do šesterečné soustavy kalcit, korund, křemen, hematit

Krystalické látky Alotropie schopnost látek krystalizovat (za různých podmínek) v různých krystalografických soustavách uhlík Polymorfie schopnost sloučenin krystalizovat v různých krystalografických soustavách CaCO 3 - aragonit (rhombická) a kalcit (trigonální) Izomorfie vzájemná zastupitelnost atomů, iontů a jejich skupin v krystalových mřížkách minerálů MgSO 4.7H 2 O, ZnSO 4.7H 2 O, NiSO 4.7H 2 O

Krystalické látky Pravidelná struktura uvnitř krystalu se projevuje jeho tvarem. Krystal má určitou symetrii, vnější plochy odrážejí vnitřní uspořádání. Vyznačují se anizotropií, tj. rozdílnými fyzikálními vlastnostmi v závislosti na směru (index lomu, tepelná a elektrická vodivost). Při přijetí energie se částice rozkmitají, uvolní se z krystalické mřížky a látka taje. Teplota tání je pro čisté látky důležitou fyzikální konstantou Podle symetrie osních křížů se krystaly rozdělují do sedmi krystalografických soustav

Amorfní stav periodické uspořádání je omezeno na vzdálenost menší než 10 nm pro větší vzdálenosti je struktura porušena krátkodosahové uspořádání charakterizován teplotou skelného přechodu (skelný stav) podchlazené kapaliny polymerní látky (za určitých podmínek) některé minerály (metamiktní minerály) mohou vlivem nárazů a-částic přecházat na amorfní látky (amorfní pseudomorfóza krystalického minerálu) rozbití struktury sklo, pryskyřice, vosk, asfalt, některé makromulekulární látky, kovová skla (amorfní kovy)

Amorfní látky Ani v čistém stavu nemají přesně definovaný bod tání, jen interval teplot. Křivky tuhnutí: teplota a b a) skla b) krystalické látky čas

Reakce v pevné fázi cementy, keramika, výroba kyseliny sulfanilové, ftalocyaninu, modifikace zeolitů reativita systémů povrch pevných látek rozhraní s plynem či kapalinou (adsorpce, chemisorpce, fyzisorpce) koroze (atmosférická, voda, plyny, ) heterogenní katalýza elektrodové děje fotochemiské povrchové děje Aluminotermie hliník jako redukční činidlo a oxid kovu