35
ČVRSTO STANJE

ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

  • Upload
    others

  • View
    8

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

ČVRSTO STANJE

Page 2: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

ČVRSTO STANJE

Najuređenije stanje materije.

Postoje dva oblika čvrstog stanja:

• amorfno stanje nema dobro uređenu strukturu; uređenost

krtakog dometa (parafin, stakla)

• kristalno stanje ima dobro definisanu strukturu; uređenost i

kratkog i dugog dometa (metali, minerali)

Page 3: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

FIZIČKE OSOBINE

KRISTALNOG STANJA

• određeni oblik i zapremina (skoro nekompresibilno)

• polimorfizam

• izomorfizam

• dobro definisana tačka topljenja i sublimacije

• anizotropija

Page 4: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

ODREĐENI OBLIK I ZAPREMINA

Page 5: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

POLIMORFIZAM

MoO3

faza 553-673 K i 1 atm ortorombični

faza 553-673 K i 1 atm monoklinični

h faza visoki p i T heksagonalni

MoO3 – II 60 kbar i 973 K monoklinični

Page 6: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

IZOMORFIZAM

PbS NaCl

Page 7: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

TEMPERATURA

TOPLJENJA I SUBLIMACIJE

Dovedena toplota (podeok na apscisi iznosi 4 kJ)

ledled i tečna voda (topljenje)

tečna voda

tečna voda i para

(isparavanje)

vodena para

Te

mp

era

tura

(°C

)

Page 8: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

ANIZOTROPIJA

Page 9: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

PODELA KRISTALA

(prema prirodi hemijskih veza i međumolekulskih sila)

• jonski

• kovalentni

• metalni

• molekulski

Page 10: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

JONSKI KRISTALI

Sastoje se od jona koji se drže elektrostatičkim silama:

• visoke tačke topljenja

• visoke tačke ključanja

• tvrdi i krti

jedinjenje tačka topljenja

(C)

LiF 842

LiCl 614

LiBr 547

LiI 450

CaF2 1360

CaCl2 772

CaBr2 730

CaI2 740

Page 11: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

JONSKI KRISTALI (primeri)

Page 12: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

KOVALENTNI KRISTALI

Sastoje se od mreže atoma, koji se drže jakim kovalentnim

vezama:

• visoka tačka topljenja

• visoka tačka sublimacije

• veoma tvrdi

• niska električna

provodljivost

(osim grafita)

jedinjenje tačka topljenja

(C)

SiO2 1713

karborundum, SiC 2700

dijamant > 3550

grafit 3652 – 3697

Page 13: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

KOVALENTNI KRISTALI (primeri)

dijamant grafit

Page 14: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

METALNI KRISTALI

Sastoje se od pozitivnih jona, okruženih elektronima koji su

delokalizovani:

• visoke tačke topljenja

• dobri provodnicijedinjenje tačka topljenja

(C)

Na 98

Pb 328

Al 660

Cu 1083

Fe 1535

W 3410

Page 15: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

METALNI KRISTALI (primeri)

Page 16: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

MOLEKULSKI KRISTALI

Sastoje se od molekula koji se drže međumolekulskim

silama:

• niske tačke topljenja

• meki i krti

• izolatori

jedinjenje tačka topljenja

(C)

led 0

amonijak -77,7

benzen, C6H6 5,5

naftalin, C10H8 80,6

benzoeva

kiselina,

C6H5CO2H

122,4

Page 17: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

MOLEKULSKI KRISTALI (primeri)

Page 18: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

SIMETRIJA KRISTALA

Simetrija kristala – svojstvo da se pri određenim prostornim

premeštanjima podudara sam sa sobom.

Kristal kao telo beskonačnih dimenzija prostorne operacije

simetrije:

• translacija

• rotacija

• refleksija

• inverzija

• njihove kombinacije

Page 19: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

SIMETRIJA KRISTALA

Kristal kao telo konačnih dimenzija operacije simetrije tačke:

• rotacija

• refleksija

• inverzija

Elementi simetrije:

• osa simetrije (2, 3, 4, 6)

• ravan simetrije (m)

• centar simetrije (i)

• inverziona obrtna osa simetrije

Page 20: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

ELEMENTARNA ĆELIJA

Elementarna ćelija je osnovni paralelopiped određen vektorima

a, b i c, čiji intenziteti određuju period identičnosti.

a, b, c, , , g su parametri elementarne ćelije

a

bc

g

čvor rešetke

elementarna ćelija

Page 21: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

KRISTALNA REŠETKA

Kristalna struktura nastaje kada svakom čvoru pridružimo po

jedan strukturni motiv (najmanji broj čestica koje se ponavljaju u

kristalu).

Page 22: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

MILEROVI INDEKSI

Page 23: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

KRISTALNI SISTEMI

Page 24: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

KLASE KRISTALA

Podela kristala prema kombinacijama elemenata simetrije koje

su moguće u svakom sistemu - postoje 32 klase kristala :

• heksagonalni sistem – 7 klasa

• tetragonalni sistem – 7 klasa

• kibni sistem – 5 klasa

• trigonalni sistem – 5 klasa

• ortorombični sistem – 3 klase

• monoklinični sistem – 3 klase

• triklinični sistem – 2 klase

Page 25: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

PROSTORNE GRUPE

Dodavanjem translacije elementima simetrije tačke nastaje

230 prostornih grupa.

Svaki od mogućih rasporeda strukturnih motiva u kristalu moraju

imati simetriju koja odgovara nekoj od 230 kombinacija

simetrijskih operacija.

Za određivanje prostornih grupa potrebno je izvršiti ispitivanje

strukture kristala.

Page 26: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

KUBNA ELEMENTARNA ĆELIJA

primitivna

kubna

zapreminski

centrirana

kubna

površinski

centirana

kubna

Page 27: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

PRIMER – NaCl

površinski centrirana kubna struktura

Page 28: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

BRAVEOVE REŠETKE

Page 29: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

kristalni

sistem

ivice uglovi Braveova

rešetka

simbol

kubni a=b=c ==g=90 primitivna P

kubni a=b=c ==g=90 prostorno cen. I

kubni a=b=c ==g=90 površinski cen. F

tetragonalni a=b≠c ==g=90 primitivna P

tetragonalni a=b≠c ==g=90 prostorno cen. I

rombični a≠b≠c ==g=90 primitivna P

rombični a≠b≠c ==g=90 prostorno cen. I

rombični a≠b≠c ==g=90 cen. na str. C

rombični a≠b≠c ==g=90 površinski cen. F

trigonalni a=b=c ==g≠90 primitivna P

heksagonalni a=b≠c ==90; g=120 primitivna P

monoklinični a≠b≠c =g=90≠ primitivna P

monoklinični a≠b≠c =g=90≠ cen. na str. C

triklinični a≠b≠c ≠≠g≠90 primitivna P

Page 30: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

RENTGENSKA STRUKTURNA ANALIZA

Page 31: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

DIFRAKCIJA X-ZRAKA

Bragov uslov:

nd =sin2

Page 32: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

DIFRAKCIJA X ZRAKA (SHEMATSKI PRIKAZ)

Page 33: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

DIFRAKTOGRAM

Page 34: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

REŠAVANJE STRUKTURE DNK

Rozalind Franklin

je prva iskristalisala

i “fotografisala” DNK.

Photo 51

Page 35: ČVRSTO STANJE• izolatori jedinjenje tačka topljenja C) led 0 amonijak -77,7 benzen, C 6 H 6 5,5 naftalin, C 10 H 8 80,6 benzoeva kiselina, C 6 H 5 CO 2 H 122,4 MOLEKULSKI KRISTALI

REŠAVANJE STRUKTURE DNK

Džejms Votson i Fransis Krik