FÉMES ANYAGOK SZERKETETE

FÉMES ANYAGOK SZERKETETE

1.0 Az anyagok szerkezete az atomos tartományban

1. Az anyagok szerkezete

1.1. A kristályos szerkezet

1.2 A fémek kristályos szerkezete1.2.1 A fémek a periódusos rendszerben 1.2.2. A fémes kötés1.2.3. A fémek kristályrács típusai


elemi részecskék

elektron (e) proton (p) neutron (n)

töltés negativ (-e)-1,602 10-19 As

positiv (+)1,602 10-19 As

semleges0 As

nyugvó tömeg 9,11 10-31 kg 1,6725 10-27 kg 1,6725 10-27 kg

1.0 Az anyagok szerkezete az atomos tartományban

1.0.2 Az elemi részecskék

1. 0. 2 Az atom modellek

BOHR - féle atommodell


1s (2 e )-

2s (2 e )-

2p (6 e )-

3s (2 e )-

3p (6 e )-

3d (10 e )-4s (2 e )-

4p (6 e )-

4d (10 e )-

4f (14 e )-

K (2 e )-n=1

L (8 e )-n=2

M (18 e )-n=3

N (32 e )-n=4

fõpályák

mellékpályák

- --

-

- - - -

---- -

--

-

-

- -

--

- - - - -

-

--- -

- --

-

nnn

++ ++

1s 2s 2p 3s 3p3d 4s 4p-

Az elektronok energiájának változása csak diszkrét értékű lehet. Energia felvétel elektromágneses hullám elnyelésével, csökkenés elektromágneses hullám kibocsátásával lehetséges

h:Planck-féle állandó

ν:a sugárzás frekvenciája


hE


A kvantummechanikai modell alapja

FŐKVANTUMSZÁM: n = 1,2,3,4 ...n ze = 2n2

MELLÉKKVANTUMSZÁM: l = 0,1,2,3, … (n-1) ze = 2(2l+1)

MÁGNESES KVANTUMSZÁM: m = (-l), …0… ,(+l)

PERDÜLET: s = (-1/2), … (+1/2)

Az elemeket a PERIÓDUSOS RENDSZER rendszerezi !

Az elektronok energetikai helyzetét a kvantummechanika kvantumszámokkal adja meg:



STRUKTUR METALLISCHER WERKSTOFFE

H1

2,1

hidrogén1,008

1s1

Li3

1,0

lítium6,94

2s1

Be4

1,5

berillium9,01

2s2

Na11

0,9

nátrium22,99

3s1

Mg12

1,2

magnézium24,31

3s2

K19

0,8

kálium39,10

4s1

Ca20

1,0

kalcium40,08

4s2

Rb37

0,8

rubídium85,47

5s1

Sr38

1,0

stroncium87,62

5s2

Cs55

0,7

cézium132,91

6s1

Ba56

0,9

bárium137,34

6s2

Fr87

0,7

francium(223)

7s1

Ra88

1,1

rádium(226)

7s2

Ac89

1,1

aktínium(227)

7s2

La57

1,1

lantán138,91

6s2

Y39

1,3

ittrium88,91

5s2

Sc21

1,3

szkandium44,96

4s2

3d1

4d1

5d1

6d1

Ti22

1,5

titán47,90

4s2

3d2

V23

1,6

vanádium50,94

4s2

3d3

Cr24

1,6

króm52,00

4s1

3d5

Mn25

1,5

mangán54,94

4s2

3d5

Zr40

1,4

cirkónium91,22

5s2

4d2

Nb41

1,6

nióbium92,91

5s2

4d3

Mo42

1,8

molibdén95,94

5s1

4d5

Tc43

1,9

technécium(98)

5s2

4d5

Fe26

1,8

vas55,85

4s2

3d6

Ru44

2,2

ruténium101,07

5s1

4d7

Ta73

1,5

tantál180,95

6s2

5d3

Db104

dubnium

7s2

6d2

Jl105

joliotium

7s2

6d3

W74

1,7

volfrám183,85

6s2

5d4

Re75

1,9

rénium186,2

6s2

5d5

Rf106

rutherfordium

7s2

6d4

Bh107

bohrium

7s2

6d5

Hn108

hahnium

7s2

6d6

Os76

2,2

ozmium190,2

6s2

5d6

Co27

1,8

kobalt58,93

4s2

3d7

Rh45

2,2

ródium102,91

5s1

4d8

Ni28

1,8

nikkel58,71

4s2

3d8

Cu29

1,9

réz63,54

4s1

3d10

Zn30

1,6

cink65,37

4s2

3d10

Cd48

1,7

kadmium112,40

5s2

4d10

Ag47

1,9

ezüst107,87

5s1

4d10

Pd46

2,2

palládium106,4

5s0

4d10

Hg80

1,9

higany200,59

6s2

5d10

Au79

0,23

arany196,97

6s1

5d10

Pt78

2,2

platina195,09

6s1

5d9

Mt109

meitnerium

7s2

6d7

Ir77

2,7

iridium192,2

6s2

5d7

Hf72

1,3

hafnium178,49

6s2

5d2

B5

2,0

bór10,81

2s2

C6

2,5

szén12,01

2s2

N7

3,0

nitrogén14,01

2s2

O8

3,5

oxigén16,00

2s2

F9

4,0

fluor19,00

2s2

P15

2,1

foszfor30,97

2s2

S16

2,5

kén32,06

2s2

I53

2,5

jód126,90

5s2

2p2

2p2

2p3

2p4

2p5

3p3

3p4

5p5

He2

-

hélium4,00

1s2

Ne10

neon20,18

2s2

2p6

Al13

1,5

alumínium26,98

3s2

3p1

Si14

1,8

szilícium28,09

3s2

3p2

Cl17

3,0

klór35,45

3s2

3p5

Ar18

argon39,95

3s2

3p6

Ga31

1,6

gallium69,72

4s2

4p1

In49

1,7

indium114,82

5s2

5p1

Tl81

1,8

tallium204,37

6s2

6p1

Pb82

1,8

ólom207,19

6s2

6p2

Sn50

1,8

ón118,69

5s2

5p2

Ge32

1,8

germánium72,59

4s2

4p2

As33

2,0

arzén74,92

4s2

4p3

Se34

2,4

szelén78,96

4s2

4p4

Br35

2,8

bróm79,91

4s2

4p5

Kr36

kripton83,80

4s2

4p6

Sb51

1,9

antimon121,75

5s2

5p3

Te52

2,1

tellúr127,60

5s2

5p4

Po84

2,0

Polónium(210)

6s2

6p4

Bi83

1,9

bizmut208,98

6s2

6p3

At85

asztácium(210)

6s2

6p5

Xe54

xenon131,30

6s2

5p6

Rn86

radon(222)

6s2

6p6

-

-

-

-

--

1

2

3

4

5

6

7

I. A

II. A

III. B IV. B V. B VI. B VII. B VIII. B I. B II. B

III. A IV. A V. A VI. A VII. A

VIII. A

C6

2,5

szén12,01

2s2

2p2

elektronegativitás

a vegyértékhéjbeépülõ alhéjai

rendszámvegyjel

névrelatív atomtömeg

Ce58

1,1

cérium140,12

6s2

5d0

Pr59

1,1

prazeodímium140,91

6s2

5d0

Nd60

1,2

neodímium144,24

6s2

5d0

Th90

1,3

tórium232,0

6s2

6d2

Pm61

-

prométium(147)

6s2

5d0

Sm62

1,2

szamárium150,35

6s2

5d0

Eu63

-

európium151,96

6s2

5d0

Gd64

1,1

gadolínium157,25

6s2

5d1

Tb65

1,2

terbium158,92

6s2

5d0

Dy66

-

diszprózium162,50

6s2

5d0

Ho67

1,2

holmium164,93

6s2

5d0

Er68

1,2

erbium167,26

6s2

5d0

Tm69

1,2

túlium168,93

6s2

5d0

Yb70

1,1

itterbium173,04

6s2

5d0

Lu71

1,2

lutécium174,97

6s2

5d1

Pa91

1,5

protaktínium(231)

7s2

6d1

U92

1,7

urán238,03

7s2

6d1

Np93

1,3

neptúnium(237)

7s2

6d1

Pu94

1,3

plutónium(240)

7s2

6d0

Am95

1,3

amerícium(243)

7s2

6d0

Cm96

-

kûrium(247)

7s2

6d1

Bk97

-

berkélium(247)

7s2

6d0

Cf98

-

kalifornium(249)

7s2

6d0

Es99

-

einsteinium(254)

7s2

6d0

Fm100

-

ferimium(253)

7s2

6d0

Md101

-

mendelévium(256)

7s2

6d0

No102

-

nobélium(254)

7s2

6d0

Lr103

-

laurencium(257)

7s2

6d1

4f2

4f3

4f4

4f5

4f6

4f7

4f7

4f9

4f10

4f11

4f12

4f13

4f14

4f14

5f0

5f2

5f3

5f4

5f6

5f7

5f7

5f9

5f10

5f11

5f12

5f13

5f14

5f14

6

7

A PERIÓDUSOS RENDSZER az elemek MÁTRIX rendszere

Fe53,9

26

1.0.3. Az elemek ” Periódusos rendszer ”-e




H1

2,1

hidrogén1,008

1s1

Li3

1,0

lítium6,94

2s1

Be4

1,5

berillium9,01

2s2

Na11

0,9

nátrium22,99

3s1

Mg12

1,2

magnézium24,31

3s2

K19

0,8

kálium39,10

4s1

Ca20

1,0

kalcium40,08

4s2

Rb37

0,8

rubídium85,47

5s1

Sr38

1,0

stroncium87,62

5s2

Cs55

0,7

cézium132,91

6s1

Ba56

0,9

bárium137,34

6s2

Fr87

0,7

francium(223)

7s1

Ra88

1,1

rádium(226)

7s2

Ac89

1,1

aktínium(227)

7s2

La57

1,1

lantán138,91

6s2

Y39

1,3

ittrium88,91

5s2

Sc21

1,3

szkandium44,96

4s2

3d1

4d1

5d1

6d1

Ti22

1,5

titán47,90

4s2

3d2

V23

1,6

vanádium50,94

4s2

3d3

Cr24

1,6

króm52,00

4s1

3d5

Mn25

1,5

mangán54,94

4s2

3d5

Zr40

1,4

cirkónium91,22

5s2

4d2

Nb41

1,6

nióbium92,91

5s2

4d3

Mo42

1,8

molibdén95,94

5s1

4d5

Tc43

1,9

technécium(98)

5s2

4d5

Fe26

1,8

vas55,85

4s2

3d6

Ru44

2,2

ruténium101,07

5s1

4d7

Ta73

1,5

tantál180,95

6s2

5d3

Db104

dubnium

7s2

6d2

Jl105

joliotium

7s2

6d3

W74

1,7

volfrám183,85

6s2

5d4

Re75

1,9

rénium186,2

6s2

5d5

Rf106

rutherfordium

7s2

6d4

Bh107

bohrium

7s2

6d5

Hn108

hahnium

7s2

6d6

Os76

2,2

ozmium190,2

6s2

5d6

Co27

1,8

kobalt58,93

4s2

3d7

Rh45

2,2

ródium102,91

5s1

4d8

Ni28

1,8

nikkel58,71

4s2

3d8

Cu29

1,9

réz63,54

4s1

3d10

Zn30

1,6

cink65,37

4s2

3d10

Cd48

1,7

kadmium112,40

5s2

4d10

Ag47

1,9

ezüst107,87

5s1

4d10

Pd46

2,2

palládium106,4

5s0

4d10

Hg80

1,9

higany200,59

6s2

5d10

Au79

0,23

arany196,97

6s1

5d10

Pt78

2,2

platina195,09

6s1

5d9

Mt109

meitnerium

7s2

6d7

Ir77

2,7

iridium192,2

6s2

5d7

Hf72

1,3

hafnium178,49

6s2

5d2

B5

2,0

bór10,81

2s2

C6

2,5

szén12,01

2s2

N7

3,0

nitrogén14,01

2s2

O8

3,5

oxigén16,00

2s2

F9

4,0

fluor19,00

2s2

P15

2,1

foszfor30,97

2s2

S16

2,5

kén32,06

2s2

I53

2,5

jód126,90

5s2

2p2

2p2

2p3

2p4

2p5

3p3

3p4

5p5

He2

-

hélium4,00

1s2

Ne10

neon20,18

2s2

2p6

Al13

1,5

alumínium26,98

3s2

3p1

Si14

1,8

szilícium28,09

3s2

3p2

Cl17

3,0

klór35,45

3s2

3p5

Ar18

argon39,95

3s2

3p6

Ga31

1,6

gallium69,72

4s2

4p1

In49

1,7

indium114,82

5s2

5p1

Tl81

1,8

tallium204,37

6s2

6p1

Pb82

1,8

ólom207,19

6s2

6p2

Sn50

1,8

ón118,69

5s2

5p2

Ge32

1,8

germánium72,59

4s2

4p2

As33

2,0

arzén74,92

4s2

4p3

Se34

2,4

szelén78,96

4s2

4p4

Br35

2,8

bróm79,91

4s2

4p5

Kr36

kripton83,80

4s2

4p6

Sb51

1,9

antimon121,75

5s2

5p3

Te52

2,1

tellúr127,60

5s2

5p4

Po84

2,0

Polónium(210)

6s2

6p4

Bi83

1,9

bizmut208,98

6s2

6p3

At85

asztácium(210)

6s2

6p5

Xe54

xenon131,30

6s2

5p6

Rn86

radon(222)

6s2

6p6

-

-

-

-

--

1

2

3

4

5

6

7

I. A

II. A



VIII. A

C6

2,5

szén12,01

2s2

2p2

elektronegativitás


rendszámvegyjel


Ce58

1,1

cérium140,12

6s2

5d0

Pr59

1,1

prazeodímium140,91

6s2

5d0

Nd60

1,2

neodímium144,24

6s2

5d0

Th90

1,3

tórium232,0

6s2

6d2

Pm61

-

prométium(147)

6s2

5d0

Sm62

1,2

szamárium150,35

6s2

5d0

Eu63

-

európium151,96

6s2

5d0

Gd64

1,1

gadolínium157,25

6s2

5d1

Tb65

1,2

terbium158,92

6s2

5d0

Dy66

-

diszprózium162,50

6s2

5d0

Ho67

1,2

holmium164,93

6s2

5d0

Er68

1,2

erbium167,26

6s2

5d0

Tm69

1,2

túlium168,93

6s2

5d0

Yb70

1,1

itterbium173,04

6s2

5d0

Lu71

1,2

lutécium174,97

6s2

5d1

Pa91

1,5

protaktínium(231)

7s2

6d1

U92

1,7

urán238,03

7s2

6d1

Np93

1,3

neptúnium(237)

7s2

6d1

Pu94

1,3

plutónium(240)

7s2

6d0

Am95

1,3

amerícium(243)

7s2

6d0

Cm96

-

kûrium(247)

7s2

6d1

Bk97

-

berkélium(247)

7s2

6d0

Cf98

-

kalifornium(249)

7s2

6d0

Es99

-

einsteinium(254)

7s2

6d0

Fm100

-

ferimium(253)

7s2

6d0

Md101

-

mendelévium(256)

7s2

6d0

No102

-

nobélium(254)

7s2

6d0

Lr103

-

laurencium(257)

7s2

6d1

4f2

4f3

4f4

4f5

4f6

4f7

4f7

4f9

4f10

4f11

4f12

4f13

4f14

4f14

5f0

5f2

5f3

5f4

5f6

5f7

5f7

5f9

5f10

5f11

5f12

5f13

5f14

5f14

6

7



H1

2,1

hidrogén1,008

1s1

Li3

1,0

lítium6,94

2s1

Be4

1,5

berillium9,01

2s2

Na11

0,9

nátrium22,99

3s1

Mg12

1,2

magnézium24,31

3s2

K19

0,8

kálium39,10

4s1

Ca20

1,0

kalcium40,08

4s2

Rb37

0,8

rubídium85,47

5s1

Sr38

1,0

stroncium87,62

5s2

Cs55

0,7

cézium132,91

6s1

Ba56

0,9

bárium137,34

6s2

Fr87

0,7

francium(223)

7s1

Ra88

1,1

rádium(226)

7s2

Ac89

1,1

aktínium(227)

7s2

La57

1,1

lantán138,91

6s2

Y39

1,3

ittrium88,91

5s2

Sc21

1,3

szkandium44,96

4s2

3d1

4d1

5d1

6d1

Ti22

1,5

titán47,90

4s2

3d2

V23

1,6

vanádium50,94

4s2

3d3

Cr24

1,6

króm52,00

4s1

3d5

Mn25

1,5

mangán54,94

4s2

3d5

Zr40

1,4

cirkónium91,22

5s2

4d2

Nb41

1,6

nióbium92,91

5s2

4d3

Mo42

1,8

molibdén95,94

5s1

4d5

Tc43

1,9

technécium(98)

5s2

4d5

Fe26

1,8

vas55,85

4s2

3d6

Ru44

2,2

ruténium101,07

5s1

4d7

Ta73

1,5

tantál180,95

6s2

5d3

Db104

dubnium

7s2

6d2

Jl105

joliotium

7s2

6d3

W74

1,7

volfrám183,85

6s2

5d4

Re75

1,9

rénium186,2

6s2

5d5

Rf106

rutherfordium

7s2

6d4

Bh107

bohrium

7s2

6d5

Hn108

hahnium

7s2

6d6

Os76

2,2

ozmium190,2

6s2

5d6

Co27

1,8

kobalt58,93

4s2

3d7

Rh45

2,2

ródium102,91

5s1

4d8

Ni28

1,8

nikkel58,71

4s2

3d8

Cu29

1,9

réz63,54

4s1

3d10

Zn30

1,6

cink65,37

4s2

3d10

Cd48

1,7

kadmium112,40

5s2

4d10

Ag47

1,9

ezüst107,87

5s1

4d10

Pd46

2,2

palládium106,4

5s0

4d10

Hg80

1,9

higany200,59

6s2

5d10

Au79

0,23

arany196,97

6s1

5d10

Pt78

2,2

platina195,09

6s1

5d9

Mt109

meitnerium

7s2

6d7

Ir77

2,7

iridium192,2

6s2

5d7

Hf72

1,3

hafnium178,49

6s2

5d2

B5

2,0

bór10,81

2s2

C6

2,5

szén12,01

2s2

N7

3,0

nitrogén14,01

2s2

O8

3,5

oxigén16,00

2s2

F9

4,0

fluor19,00

2s2

P15

2,1

foszfor30,97

2s2

S16

2,5

kén32,06

2s2

I53

2,5

jód126,90

5s2

2p2

2p2

2p3

2p4

2p5

3p3

3p4

5p5

He2

-

hélium4,00

1s2

Ne10

neon20,18

2s2

2p6

Al13

1,5

alumínium26,98

3s2

3p1

Si14

1,8

szilícium28,09

3s2

3p2

Cl17

3,0

klór35,45

3s2

3p5

Ar18

argon39,95

3s2

3p6

Ga31

1,6

gallium69,72

4s2

4p1

In49

1,7

indium114,82

5s2

5p1

Tl81

1,8

tallium204,37

6s2

6p1

Pb82

1,8

ólom207,19

6s2

6p2

Sn50

1,8

ón118,69

5s2

5p2

Ge32

1,8

germánium72,59

4s2

4p2

As33

2,0

arzén74,92

4s2

4p3

Se34

2,4

szelén78,96

4s2

4p4

Br35

2,8

bróm79,91

4s2

4p5

Kr36

kripton83,80

4s2

4p6

Sb51

1,9

antimon121,75

5s2

5p3

Te52

2,1

tellúr127,60

5s2

5p4

Po84

2,0

Polónium(210)

6s2

6p4

Bi83

1,9

bizmut208,98

6s2

6p3

At85

asztácium(210)

6s2

6p5

Xe54

xenon131,30

6s2

5p6

Rn86

radon(222)

6s2

6p6

-

-

-

-

--

1

2

3

4

5

6

7

I. A

II. A



VIII. A

C6

2,5

szén12,01

2s2

2p2

elektronegativitás


rendszámvegyjel


Ce58

1,1

cérium140,12

6s2

5d0

Pr59

1,1

prazeodímium140,91

6s2

5d0

Nd60

1,2

neodímium144,24

6s2

5d0

Th90

1,3

tórium232,0

6s2

6d2

Pm61

-

prométium(147)

6s2

5d0

Sm62

1,2

szamárium150,35

6s2

5d0

Eu63

-

európium151,96

6s2

5d0

Gd64

1,1

gadolínium157,25

6s2

5d1

Tb65

1,2

terbium158,92

6s2

5d0

Dy66

-

diszprózium162,50

6s2

5d0

Ho67

1,2

holmium164,93

6s2

5d0

Er68

1,2

erbium167,26

6s2

5d0

Tm69

1,2

túlium168,93

6s2

5d0

Yb70

1,1

itterbium173,04

6s2

5d0

Lu71

1,2

lutécium174,97

6s2

5d1

Pa91

1,5

protaktínium(231)

7s2

6d1

U92

1,7

urán238,03

7s2

6d1

Np93

1,3

neptúnium(237)

7s2

6d1

Pu94

1,3

plutónium(240)

7s2

6d0

Am95

1,3

amerícium(243)

7s2

6d0

Cm96

-

kûrium(247)

7s2

6d1

Bk97

-

berkélium(247)

7s2

6d0

Cf98

-

kalifornium(249)

7s2

6d0

Es99

-

einsteinium(254)

7s2

6d0

Fm100

-

ferimium(253)

7s2

6d0

Md101

-

mendelévium(256)

7s2

6d0

No102

-

nobélium(254)

7s2

6d0

Lr103

-

laurencium(257)

7s2

6d1

4f2

4f3

4f4

4f5

4f6

4f7

4f7

4f9

4f10

4f11

4f12

4f13

4f14

4f14

5f0

5f2

5f3

5f4

5f6

5f7

5f7

5f9

5f10

5f11

5f12

5f13

5f14

5f14

6

7



H1

2,1

hidrogén1,008

1s1

Li3

1,0

lítium6,94

2s1

Be4

1,5

berillium9,01

2s2

Na11

0,9

nátrium22,99

3s1

Mg12

1,2

magnézium24,31

3s2

K19

0,8

kálium39,10

4s1

Ca20

1,0

kalcium40,08

4s2

Rb37

0,8

rubídium85,47

5s1

Sr38

1,0

stroncium87,62

5s2

Cs55

0,7

cézium132,91

6s1

Ba56

0,9

bárium137,34

6s2

Fr87

0,7

francium(223)

7s1

Ra88

1,1

rádium(226)

7s2

Ac89

1,1

aktínium(227)

7s2

La57

1,1

lantán138,91

6s2

Y39

1,3

ittrium88,91

5s2

Sc21

1,3

szkandium44,96

4s2

3d1

4d1

5d1

6d1

Ti22

1,5

titán47,90

4s2

3d2

V23

1,6

vanádium50,94

4s2

3d3

Cr24

1,6

króm52,00

4s1

3d5

Mn25

1,5

mangán54,94

4s2

3d5

Zr40

1,4

cirkónium91,22

5s2

4d2

Nb41

1,6

nióbium92,91

5s2

4d3

Mo42

1,8

molibdén95,94

5s1

4d5

Tc43

1,9

technécium(98)

5s2

4d5

Fe26

1,8

vas55,85

4s2

3d6

Ru44

2,2

ruténium101,07

5s1

4d7

Ta73

1,5

tantál180,95

6s2

5d3

Db104

dubnium

7s2

6d2

Jl105

joliotium

7s2

6d3

W74

1,7

volfrám183,85

6s2

5d4

Re75

1,9

rénium186,2

6s2

5d5

Rf106

rutherfordium

7s2

6d4

Bh107

bohrium

7s2

6d5

Hn108

hahnium

7s2

6d6

Os76

2,2

ozmium190,2

6s2

5d6

Co27

1,8

kobalt58,93

4s2

3d7

Rh45

2,2

ródium102,91

5s1

4d8

Ni28

1,8

nikkel58,71

4s2

3d8

Cu29

1,9

réz63,54

4s1

3d10

Zn30

1,6

cink65,37

4s2

3d10

Cd48

1,7

kadmium112,40

5s2

4d10

Ag47

1,9

ezüst107,87

5s1

4d10

Pd46

2,2

palládium106,4

5s0

4d10

Hg80

1,9

higany200,59

6s2

5d10

Au79

0,23

arany196,97

6s1

5d10

Pt78

2,2

platina195,09

6s1

5d9

Mt109

meitnerium

7s2

6d7

Ir77

2,7

iridium192,2

6s2

5d7

Hf72

1,3

hafnium178,49

6s2

5d2

B5

2,0

bór10,81

2s2

C6

2,5

szén12,01

2s2

N7

3,0

nitrogén14,01

2s2

O8

3,5

oxigén16,00

2s2

F9

4,0

fluor19,00

2s2

P15

2,1

foszfor30,97

2s2

S16

2,5

kén32,06

2s2

I53

2,5

jód126,90

5s2

2p2

2p2

2p3

2p4

2p5

3p3

3p4

5p5

He2

-

hélium4,00

1s2

Ne10

neon20,18

2s2

2p6

Al13

1,5

alumínium26,98

3s2

3p1

Si14

1,8

szilícium28,09

3s2

3p2

Cl17

3,0

klór35,45

3s2

3p5

Ar18

argon39,95

3s2

3p6

Ga31

1,6

gallium69,72

4s2

4p1

In49

1,7

indium114,82

5s2

5p1

Tl81

1,8

tallium204,37

6s2

6p1

Pb82

1,8

ólom207,19

6s2

6p2

Sn50

1,8

ón118,69

5s2

5p2

Ge32

1,8

germánium72,59

4s2

4p2

As33

2,0

arzén74,92

4s2

4p3

Se34

2,4

szelén78,96

4s2

4p4

Br35

2,8

bróm79,91

4s2

4p5

Kr36

kripton83,80

4s2

4p6

Sb51

1,9

antimon121,75

5s2

5p3

Te52

2,1

tellúr127,60

5s2

5p4

Po84

2,0

Polónium(210)

6s2

6p4

Bi83

1,9

bizmut208,98

6s2

6p3

At85

asztácium(210)

6s2

6p5

Xe54

xenon131,30

6s2

5p6

Rn86

radon(222)

6s2

6p6

-

-

-

-

--

1

2

3

4

5

6

7

I. A

II. A



VIII. A

C6

2,5

szén12,01

2s2

2p2

elektronegativitás


rendszámvegyjel


Ce58

1,1

cérium140,12

6s2

5d0

Pr59

1,1

prazeodímium140,91

6s2

5d0

Nd60

1,2

neodímium144,24

6s2

5d0

Th90

1,3

tórium232,0

6s2

6d2

Pm61

-

prométium(147)

6s2

5d0

Sm62

1,2

szamárium150,35

6s2

5d0

Eu63

-

európium151,96

6s2

5d0

Gd64

1,1

gadolínium157,25

6s2

5d1

Tb65

1,2

terbium158,92

6s2

5d0

Dy66

-

diszprózium162,50

6s2

5d0

Ho67

1,2

holmium164,93

6s2

5d0

Er68

1,2

erbium167,26

6s2

5d0

Tm69

1,2

túlium168,93

6s2

5d0

Yb70

1,1

itterbium173,04

6s2

5d0

Lu71

1,2

lutécium174,97

6s2

5d1

Pa91

1,5

protaktínium(231)

7s2

6d1

U92

1,7

urán238,03

7s2

6d1

Np93

1,3

neptúnium(237)

7s2

6d1

Pu94

1,3

plutónium(240)

7s2

6d0

Am95

1,3

amerícium(243)

7s2

6d0

Cm96

-

kûrium(247)

7s2

6d1

Bk97

-

berkélium(247)

7s2

6d0

Cf98

-

kalifornium(249)

7s2

6d0

Es99

-

einsteinium(254)

7s2

6d0

Fm100

-

ferimium(253)

7s2

6d0

Md101

-

mendelévium(256)

7s2

6d0

No102

-

nobélium(254)

7s2

6d0

Lr103

-

laurencium(257)

7s2

6d1

4f2

4f3

4f4

4f5

4f6

4f7

4f7

4f9

4f10

4f11

4f12

4f13

4f14

4f14

5f0

5f2

5f3

5f4

5f6

5f7

5f7

5f9

5f10

5f11

5f12

5f13

5f14

5f14

6

7

H1

2,1

hidrogén1,008

1s1

Li3

1,0

lítium6,94

2s1

Be4

1,5

berillium9,01

2s2

Na11

0,9

nátrium22,99

3s1

Mg12

1,2

magnézium24,31

3s2

K19

0,8

kálium39,10

4s1

Ca20

1,0

kalcium40,08

4s2

Rb37

0,8

rubídium85,47

5s1

Sr38

1,0

stroncium87,62

5s2

Cs55

0,7

cézium132,91

6s1

Ba56

0,9

bárium137,34

6s2

Fr87

0,7

francium(223)

7s1

Ra88

1,1

rádium(226)

7s2

Ac89

1,1

aktínium(227)

7s2

La57

1,1

lantán138,91

6s2

Y39

1,3

ittrium88,91

5s2

Sc21

1,3

szkandium44,96

4s2

3d1

4d1

5d1

6d1

Ti22

1,5

titán47,90

4s2

3d2

V23

1,6

vanádium50,94

4s2

3d3

Cr24

1,6

króm52,00

4s1

3d5

Mn25

1,5

mangán54,94

4s2

3d5

Zr40

1,4

cirkónium91,22

5s2

4d2

Nb41

1,6

nióbium92,91

5s2

4d3

Mo42

1,8

molibdén95,94

5s1

4d5

Tc43

1,9

technécium(98)

5s2

4d5

Fe26

1,8

vas55,85

4s2

3d6

Ru44

2,2

ruténium101,07

5s1

4d7

Ta73

1,5

tantál180,95

6s2

5d3

Db104

dubnium

7s2

6d2

Jl105

joliotium

7s2

6d3

W74

1,7

volfrám183,85

6s2

5d4

Re75

1,9

rénium186,2

6s2

5d5

Rf106

rutherfordium

7s2

6d4

Bh107

bohrium

7s2

6d5

Hn108

hahnium

7s2

6d6

Os76

2,2

ozmium190,2

6s2

5d6

Co27

1,8

kobalt58,93

4s2

3d7

Rh45

2,2

ródium102,91

5s1

4d8

Ni28

1,8

nikkel58,71

4s2

3d8

Cu29

1,9

réz63,54

4s1

3d10

Zn30

1,6

cink65,37

4s2

3d10

Cd48

1,7

kadmium112,40

5s2

4d10

Ag47

1,9

ezüst107,87

5s1

4d10

Pd46

2,2

palládium106,4

5s0

4d10

Hg80

1,9

higany200,59

6s2

5d10

Au79

0,23

arany196,97

6s1

5d10

Pt78

2,2

platina195,09

6s1

5d9

Mt109

meitnerium

7s2

6d7

Ir77

2,7

iridium192,2

6s2

5d7

Hf72

1,3

hafnium178,49

6s2

5d2

B5

2,0

bór10,81

2s2

C6

2,5

szén12,01

2s2

N7

3,0

nitrogén14,01

2s2

O8

3,5

oxigén16,00

2s2

F9

4,0

fluor19,00

2s2

P15

2,1

foszfor30,97

2s2

S16

2,5

kén32,06

2s2

I53

2,5

jód126,90

5s2

2p2

2p2

2p3

2p4

2p5

3p3

3p4

5p5

He2

-

hélium4,00

1s2

Ne10

neon20,18

2s2

2p6

Al13

1,5

alumínium26,98

3s2

3p1

Si14

1,8

szilícium28,09

3s2

3p2

Cl17

3,0

klór35,45

3s2

3p5

Ar18

argon39,95

3s2

3p6

Ga31

1,6

gallium69,72

4s2

4p1

In49

1,7

indium114,82

5s2

5p1

Tl81

1,8

tallium204,37

6s2

6p1

Pb82

1,8

ólom207,19

6s2

6p2

Sn50

1,8

ón118,69

5s2

5p2

Ge32

1,8

germánium72,59

4s2

4p2

As33

2,0

arzén74,92

4s2

4p3

Se34

2,4

szelén78,96

4s2

4p4

Br35

2,8

bróm79,91

4s2

4p5

Kr36

kripton83,80

4s2

4p6

Sb51

1,9

antimon121,75

5s2

5p3

Te52

2,1

tellúr127,60

5s2

5p4

Po84

2,0

Polónium(210)

6s2

6p4

Bi83

1,9

bizmut208,98

6s2

6p3

At85

asztácium(210)

6s2

6p5

Xe54

xenon131,30

6s2

5p6

Rn86

radon(222)

6s2

6p6

-

-

-

-

--

1

2

3

4

5

6

7

I. A

II. A



VIII. A

C6

2,5

szén12,01

2s2

2p2

elektronegativitás


rendszámvegyjel


Ce58

1,1

cérium140,12

6s2

5d0

Pr59

1,1

prazeodímium140,91

6s2

5d0

Nd60

1,2

neodímium144,24

6s2

5d0

Th90

1,3

tórium232,0

6s2

6d2

Pm61

-

prométium(147)

6s2

5d0

Sm62

1,2

szamárium150,35

6s2

5d0

Eu63

-

európium151,96

6s2

5d0

Gd64

1,1

gadolínium157,25

6s2

5d1

Tb65

1,2

terbium158,92

6s2

5d0

Dy66

-

diszprózium162,50

6s2

5d0

Ho67

1,2

holmium164,93

6s2

5d0

Er68

1,2

erbium167,26

6s2

5d0

Tm69

1,2

túlium168,93

6s2

5d0

Yb70

1,1

itterbium173,04

6s2

5d0

Lu71

1,2

lutécium174,97

6s2

5d1

Pa91

1,5

protaktínium(231)

7s2

6d1

U92

1,7

urán238,03

7s2

6d1

Np93

1,3

neptúnium(237)

7s2

6d1

Pu94

1,3

plutónium(240)

7s2

6d0

Am95

1,3

amerícium(243)

7s2

6d0

Cm96

-

kûrium(247)

7s2

6d1

Bk97

-

berkélium(247)

7s2

6d0

Cf98

-

kalifornium(249)

7s2

6d0

Es99

-

einsteinium(254)

7s2

6d0

Fm100

-

ferimium(253)

7s2

6d0

Md101

-

mendelévium(256)

7s2

6d0

No102

-

nobélium(254)

7s2

6d0

Lr103

-

laurencium(257)

7s2

6d1

4f2

4f3

4f4

4f5

4f6

4f7

4f7

4f9

4f10

4f11

4f12

4f13

4f14

4f14

5f0

5f2

5f3

5f4

5f6

5f7

5f7

5f9

5f10

5f11

5f12

5f13

5f14

5f14

6

7

1.0.4. Kötéstípusok

Elsődleges kötések

ionkötés

kovalens kötés

fémes kötés

Másodlagos kötések

van der Waals féle kötés

hidrogén kötés

:


Ionkötés

:


Kovalens kötés

:


A fémes kötés

:

Atom-törzs

Atom-törzs

-

-

-

-

-

-

++

+ + +

+

+ + +

+

+ + +

+

--

-

-

---

---

---- -

--

--

-- - -

-

--

-

+


TÉRELEM

z

y

x

ab

c


1.1. A kristályos szerkezet

1.1.1 Az elemi térrács származtatása

Az

elem

i ce

lla

típ

uso

k

TIRKUN

MONOKLIN

ORTOROMBOS

TETRAGONÁLIS

ROMBOÉDERES

HEXAGONÁLIS

KÖBÖS

ELEMI CELLA BRAVAIS RÁCS

EGYSZERÛALAPFELÜLETENKÖZÉPPONTOS

TÉRBENKÖZÉPPONTOS

FELÜLETENKÖZÉPPONTOS

KRISTÁLYRENDSZEREK

a=b=c

a=b=c

a=b=c

a=b=c

a=b=c

a=b=c

a=b=c

= = =90°

= =90°

= =

=90°

= = =90°

= = =90°

= =90°=120°

= = =90°


1.1. 2 Az elemi cella

a rácsparaméter (cella élhossz), K koordinációs szám (szomszédos atomok száma), A/E az elemi cellára jutó atomok száma

r atomsugár, 10-10 m, T térkitöltés (a cellához tartozó atomok/cella térfogata %) r0 az atomok közé beírható legnagyobb gömb sugara


rácsjellemzők

+z

-y

+x

+y

-x

-z

VIII

IV

IIII

V

kristálypontok ”MILLER” indexei

I [[110]] II [[112]] III [[010]]

a MILLER indexek



1.1.3 A rácsparaméterek megadása

[111]

[111][111][111]

[111]

[111] [111][111]

a1

a2

a3


A kristálytani irányok megadása

<111>

A kristálytani síkok”MILLER - indexei”

x

y

z

m

n

p

Példa:

1. m=2, n=3, p=1 2. 1/m=1/2, 1/n=1/3, 1/p=1 |

• /6 3. (3 21)


Példa:

1. m=2, n=3, p=1 2. 1/m=1/2, 1/n=1/3, 1/p=1 | • /6 3. (326)


-x

+y

-z

+x

-y

+z

(111)

(111)

(111)

(111)(111)

(111)

(111)

(111)

1-1

-1

1

{111} síkok


a2a2

a1

a3

c

120°

120°


)( 01011.2 A fémek kristályos szerkezete

1.2.4. A színfémek kristályos szerkezetének kialakulása

idõ (t)

túlhevítés

hõm

érsé

klet

(T

) [°

C] T

t

T

= lehûlési sebesség


a) b)

r0 r

TS

FS

FK

T

F0

F

T

F

frei

e E

nerg

ie F


F s

zab

ad e

ner

gia

SZ

F

D


;4)3

4),( 23

fkfk rrfrTrF

rc

rc

{ {térfogat felület


kristályosodási képesség Kk [mag / cm3min]

kristályosodási sebesség Ks [cm/min]


lassú hûlés

gyors hûlés

T [°C]T1

K k

Ks

K kK k

K s

[csíra/cm /min]

[cm/min]

3

Idegen kristály

Fal

kf

kk'

kk'

kf


A csíraképződés segítése idegen határfelülettel

FAL


1.2.5. Az ötvözetek szerkezeti elemei

szilárdoldatok

a) b)

A-Atome bilden Wirtsgitter

B-Atomeötvöző

alapfém


a) b) c) d)B-AtomeA-Atome (= Matrixgitter)


Me C, N

fémvegyület

intermetallikus vegyületek

AB, AB2, ABC

TiC, VC, NbC


0,399 nm

0,407 nm

Al

Ti

(a) (b)

Al

Ni

0,378 nm

Hume-Rothery- fázisok

pl.Cu-Zn β (TKK) e/a = 3/ 2 CuZn γ (TKK) e/a =21/13 Cu5Zn8

ε (hdp) e/a = 7/ 4 CuZn3


C-atom

Fe-atom

intersztíciós vegyületek

bonyolult kristályszerkezetű

karbidok , nitridek, boridok

Fe3C szerkezete


1.2.6. Rácshibák

pontszerű rácshibák

hiányzó saját atom

beékelődő saját atom

beékelődő idegen atom


b

vonalszerű rácshibák

éldiszlokáció


csavardiszlokáció


b

a diszlokációk mozgása



A

B

C

AC

AB

C


felületi rácshibák

A

rétegződési hiba ikerkristályhatár


- fázis - fázisösszefüggõfázishatár

(100) (110)(100) (110)

fázishatár


fázishatár típusok


szemcsehatár nagyszögű


szemcsehatár kisszögű

1.2. A fémek kristályos szerkezete

H1

2,1

hidrogén1,008

1s1

Li3

1,0

lítium6,94

2s1

Be4

1,5

berillium9,01

2s2

Na11

0,9

nátrium22,99

3s1

Mg12

1,2

magnézium24,31

3s2

K19

0,8

kálium39,10

4s1

Ca20

1,0

kalcium40,08

4s2

Rb37

0,8

rubídium85,47

5s1

Sr38

1,0

stroncium87,62

5s2

Cs55

0,7

cézium132,91

6s1

Ba56

0,9

bárium137,34

6s2

Fr87

0,7

francium(223)

7s1

Ra88

1,1

rádium(226)

7s2

Ac89

1,1

aktínium(227)

7s2

La57

1,1

lantán138,91

6s2

Y39

1,3

ittrium88,91

5s2

Sc21

1,3

szkandium44,96

4s2

3d1

4d1

5d1

6d1

Ti22

1,5

titán47,90

4s2

3d2

V23

1,6

vanádium50,94

4s2

3d3

Cr24

1,6

króm52,00

4s1

3d5

Mn25

1,5

mangán54,94

4s2

3d5

Zr40

1,4

cirkónium91,22

5s2

4d2

Nb41

1,6

nióbium92,91

5s2

4d3

Mo42

1,8

molibdén95,94

5s1

4d5

Tc43

1,9

technécium(98)

5s2

4d5

Fe26

1,8

vas55,85

4s2

3d6

Ru44

2,2

ruténium101,07

5s1

4d7

Ta73

1,5

tantál180,95

6s2

5d3

Db104

dubnium

7s2

6d2

Jl105

joliotium

7s2

6d3

W74

1,7

volfrám183,85

6s2

5d4

Re75

1,9

rénium186,2

6s2

5d5

Rf106

rutherfordium

7s2

6d4

Bh107

bohrium

7s2

6d5

Hn108

hahnium

7s2

6d6

Os76

2,2

ozmium190,2

6s2

5d6

Co27

1,8

kobalt58,93

4s2

3d7

Rh45

2,2

ródium102,91

5s1

4d8

Ni28

1,8

nikkel58,71

4s2

3d8

Cu29

1,9

réz63,54

4s1

3d10

Zn30

1,6

cink65,37

4s2

3d10

Cd48

1,7

kadmium112,40

5s2

4d10

Ag47

1,9

ezüst107,87

5s1

4d10

Pd46

2,2

palládium106,4

5s0

4d10

Hg80

1,9

higany200,59

6s2

5d10

Au79

0,23

arany196,97

6s1

5d10

Pt78

2,2

platina195,09

6s1

5d9

Mt109

meitnerium

7s2

6d7

Ir77

2,7

iridium192,2

6s2

5d7

Hf72

1,3

hafnium178,49

6s2

5d2

B5

2,0

bór10,81

2s2

C6

2,5

szén12,01

2s2

N7

3,0

nitrogén14,01

2s2

O8

3,5

oxigén16,00

2s2

F9

4,0

fluor19,00

2s2

P15

2,1

foszfor30,97

2s2

S16

2,5

kén32,06

2s2

I53

2,5

jód126,90

5s2

2p2

2p2

2p3

2p4

2p5

3p3

3p4

5p5

He2

-

hélium4,00

1s2

Ne10

neon20,18

2s2

2p6

Al13

1,5

alumínium26,98

3s2

3p1

Si14

1,8

szilícium28,09

3s2

3p2

Cl17

3,0

klór35,45

3s2

3p5

Ar18

argon39,95

3s2

3p6

Ga31

1,6

gallium69,72

4s2

4p1

In49

1,7

indium114,82

5s2

5p1

Tl81

1,8

tallium204,37

6s2

6p1

Pb82

1,8

ólom207,19

6s2

6p2

Sn50

1,8

ón118,69

5s2

5p2

Ge32

1,8

germánium72,59

4s2

4p2

As33

2,0

arzén74,92

4s2

4p3

Se34

2,4

szelén78,96

4s2

4p4

Br35

2,8

bróm79,91

4s2

4p5

Kr36

kripton83,80

4s2

4p6

Sb51

1,9

antimon121,75

5s2

5p3

Te52

2,1

tellúr127,60

5s2

5p4

Po84

2,0

Polónium(210)

6s2

6p4

Bi83

1,9

bizmut208,98

6s2

6p3

At85

asztácium(210)

6s2

6p5

Xe54

xenon131,30

6s2

5p6

Rn86

radon(222)

6s2

6p6

-

-

-

-

--

1

2

3

4

5

6

7

I. A

II. A



VIII. A

C6

2,5

szén12,01

2s2

2p2

elektronegativitás


rendszámvegyjel


Ce58

1,1

cérium140,12

6s2

5d0

Pr59

1,1

prazeodímium140,91

6s2

5d0

Nd60

1,2

neodímium144,24

6s2

5d0

Th90

1,3

tórium232,0

6s2

6d2

Pm61

-

prométium(147)

6s2

5d0

Sm62

1,2

szamárium150,35

6s2

5d0

Eu63

-

európium151,96

6s2

5d0

Gd64

1,1

gadolínium157,25

6s2

5d1

Tb65

1,2

terbium158,92

6s2

5d0

Dy66

-

diszprózium162,50

6s2

5d0

Ho67

1,2

holmium164,93

6s2

5d0

Er68

1,2

erbium167,26

6s2

5d0

Tm69

1,2

túlium168,93

6s2

5d0

Yb70

1,1

itterbium173,04

6s2

5d0

Lu71

1,2

lutécium174,97

6s2

5d1

Pa91

1,5

protaktínium(231)

7s2

6d1

U92

1,7

urán238,03

7s2

6d1

Np93

1,3

neptúnium(237)

7s2

6d1

Pu94

1,3

plutónium(240)

7s2

6d0

Am95

1,3

amerícium(243)

7s2

6d0

Cm96

-

kûrium(247)

7s2

6d1

Bk97

-

berkélium(247)

7s2

6d0

Cf98

-

kalifornium(249)

7s2

6d0

Es99

-

einsteinium(254)

7s2

6d0

Fm100

-

ferimium(253)

7s2

6d0

Md101

-

mendelévium(256)

7s2

6d0

No102

-

nobélium(254)

7s2

6d0

Lr103

-

laurencium(257)

7s2

6d1

4f2

4f3

4f4

4f5

4f6

4f7

4f7

4f9

4f10

4f11

4f12

4f13

4f14

4f14

5f0

5f2

5f3

5f4

5f6

5f7

5f7

5f9

5f10

5f11

5f12

5f13

5f14

5f14

6

7

)( 0101 )( 0101


TIRKUN

MONOKLIN

ORTOROMBOS

TETRAGONÁLIS

ROMBOÉDERES

HEXAGONÁLIS

KÖBÖS





KRISTÁLYRENDSZEREK

a=b=c

a=b=c

a=b=c

a=b=c

a=b=c

a=b=c

a=b=c

= = =90°

= =90°

= =

=90°

= = =90°

= = =90°

= =90°=120°

= = =90°


TIRKUN

MONOKLIN

ORTOROMBOS

TETRAGONÁLIS

ROMBOÉDERES

HEXAGONÁLIS

KÖBÖS





KRISTÁLYRENDSZEREK

a=b=c

a=b=c

a=b=c

a=b=c

a=b=c

a=b=c

a=b=c

= = =90°

= =90°

= =

=90°

= = =90°

= = =90°

= =90°=120°

= = =90°

1.2.1 A fémek kristályrács típusai

a térközepes köbös rács TKK


a felületen középpontos köbös FKK rács


11

1z

x

y

M(111)

a 2a

2FÉMES ANYAGOK SZERKETETE

aa 2

atomsugár

r

r

rr0

a/2

r = -r = 0,145a0 2a

r = = 0,35aa 24


a) b)

c) d) e)

aa

a

a a

a

a

1 23

456

a

c

c


a hdp rács

rácsállandó [nm]

TKK FKKhdP

a c/a

Cr 0,288 Al 0,404 Be 0,277 1,57

Mo 0,314 Ag 0,408 Cd 0,290 1,83

V 0,303 Au 0,407 Mg 0,320 1,62

W 0,315 Cu 0,361 Zn 0,270 1,87

Ni 0,352

Pb 0,490

α-Fe 0,287γ- Fe 0,36 α -Ti 0,29 1,6

β-Ti 0,330

a fontosabb fémek rácsállandói



α-Fe 0,287γ- Fe 0,36 α -Ti 0,29 1,6

β-Ti 0,330

TKKFKK hdP

a c/a

1.2.2 A fémek allotrópiája

Documents

FÉMES ANYAGOK SZERKETETE