Kristal Katılar Kristal katılar Atom, molekül veya iyonlar düzenli bir sırada (örgü) dizilmişlerdir. Belirli bir geometrik şekilleri ve e.n. vardır. Anizotropi özelliği gösterirler. Cu, Fe… vs. gibi bütün metaller NaCl, CsF…vs. gibi iyonik bileşikler elmas, fosfor, argon….vs. gibi ametaller benzen, metan …..vs. gibi kovalent bileşikler metan elmas Amorf katılar Atom, iyon veya moleküller rastgele düzenlenmişlerdir. Belirli bir geometrik şekilleri ve e.n. ları bulunmaz. Örnek: cam, plastik, lastik

Örgü (Lattice) Örgü noktaları, sonsuz sayıda, düzgün biçimde, 1,2, veya 3-D düzenlenerek örgüyü oluşturur. Örgü noktalarının çevresi özdeştir. Özgün desen her bir örgü noktasına motif ilave edilerek elde edilir. 2D- Kare örgü motif : tek atom veya atom grupları Uzay örgüsü + motif = Kristal Yapı Uzay örgüsü: Örgü noktalarında atom veya moleküllerin bulunduğu örgü veya desen

Birim Hücre !! yanlış !! Birim Hücre Kübik birim hücre Birim Hücre Kristal örgüyü tanımlayan en küçük parçadır. Üç boyutta tekrarlanması kristali oluşturur. Kristalin tüm simetri elemanlarını içerir. Üç öteleme (a,b,c) ve üç açı (,,) ile tanımlanır. (Hücre parametreleri) Modelle mitbringen !!! Birim hücrenin üç boyutlu düzenlenmesi ile kristal sistemi oluşur.

Kristal Sistemi Hücre parametrelerinin farklı kombinasyonu ile yedi tane kristal sistemi (kristal sınıfı) meydana gelir.  

Kristal Örgüleri Her bir kristal sınıfında atomların farklı düzenlenmesi ile 14 farklı kristal örgüsü oluşur. 14 farklı kristal örgüsüne Bravais Örgüleri adı verilir.

Atomların 2D- istiflenmesi Sıkışık İstiflenme Atomların 2D- istiflenmesi Koordinasyon Sayısı Atomun etrafındaki komşu atom sayısı Basit istiflenme KS : 4 Sıkışık İstiflenme KS : 6 Atomların 3D- sıkışık istiflenmesi Calculate the space filling of a primitive packing hsi : hekzagonal sıkışık istiflenme ABABAB…………KS: 12 ksi: kübik sıkışık istiflenme ABCABCABC……..KS:12 hsi ksi

3D- Sıkışık Istiflenme KS 3 6 +3 12 ymk  ksi 2 Td boşluk (KS = 4) 3 atom bir düzlemde + 1 atom düzlemin altında veya üzerinde 1 Oh boşluk (KS = 6) + 3 atom düzlemin altında veya üzerinde ymk  ksi

Sıkışık İstiflenmedeki Boşluklar N atomlu sıkışık istiflenmede N tane oktahedral boşluk 2N tane tetrahedral boşluk bulunur 8 tetrahedral boşluk Nach dem Sinn der Lückenanalyse fragen Diamond-Files mit Tetraeder- und Oktaederlücke vorbeieten 4 oktahedral boşluk

Kübik Kristal Sistemi Fe, V, Cr, Mo, W Polonyum (Po) Basit Küp (bk) Hacim merkezli küp (hmk) Yüzey merkezli küp (ymk) CN = 6 CN = 8 CN = 12

birim hücrede örgü noktası sayısı Örgü Noktası Yeri Hücreye katkısı Köşe 1/8 Kenar ¼ Yüz ½ Hücre içi 1 Kübik Sistemde Birim Hücredeki Atom Sayısı bk hmk ymk 8(1/8) 8(1/8) + 1 6x1/2 + 8(1/8) Atom Sayısı 1 2 4

Metalik Kristaller Çoğu metaller (ksi), (hsi) ve (imk) iç merkezli kübik ve imk kristal yapılarına bulunur. imk(KS:8) Be, Mg, Zn, Cd, Ti, Zr, …. hsi (KS:12) Zn, Cd, Tl…. ksi (KS:12) Cu, Ag, Au, Al, Ni, Pd, Pt Bir metal için, basınç ve sıcaklık değiştirilirse birden çok kristal yapıda elde edilebilir. Co ABCABC 500 °C > Co ABABAB 500 °C < Yumuşak ve dövülebilir metaller, genellikle (ymk) yapısındadır. (bakır) ymk yapılarda daha çok düzlem mevcuttur. Sert ve kırılgan metaller genellikle (hsi) yapısındadır (çinko) Çoğu metal bükülebilir, çünkü metalik bağ yöne bağımlı değildir. Atomlar birbiri üzerinde kayabilir ve yeniden kristal şekli alabilir.

Kübik Kristal Yapılarda Atom Yarıçapları r = a/2 a3/4 a2/4 DO= % 52 % 68 % 74 a: Birim hücre kenar uzunluğu r: Atom yarıçapı Doluluk Oranı : (Vküre / V birim hücre) x100

Al metalinin yoğunluğunu hesaplayınız. Problem Al ( 26.98 akb) ymk yapıya sahiptir ve atom yarıçapı 143.2 pm dir.   Birim hücre boyutunu Al metalinin yoğunluğunu hesaplayınız. a) r = a2/4 a = 4(143.2)/(2)1/2 = 405.0 pm b) Birim hücre kütlesi = 4 Al atom kütlesi (26.98)(g/mol)(1mol/6.022x1023atom)(4 atom/birim hücre) = 1.792 x 10-22 g Birim hücre hacmi a3 = (405x10-10cm)3 = 66.43x10-24 cm3 Yoğunluk d = m / V ( birim hücre başına  g/cm3) Birim hücre yoğunluğu = 1.792x10-22g / 66.43x10-24 cm3 = 2.698 g/cm3

Problem : ymk kristal örgüsünde doluluk oranı nedir? Küre hacmi : 4/3r3 ymk örgüde toplam küre hacmi V = 4(4/3r3) Birim hücre hacmi = a3 ymk örgüde r = a2/4 Doluluk Oranı : (Vtoplam küre / a3) x100 4(4/3)(a2/4)3 4(4/3r3) x100 = % 74 DO = X100 = a3 a3