Cấu trúc tinh thể (Tập thể giảng viên và sinh viên)

8/20/2019 Cấu trúc tinh thể (Tập thể giảng viên và sinh viên)

http://slidepdf.com/reader/full/cau-truc-tinh-the-tap-the-giang-vien-va-sinh-vien 1/54

1



M¹ng l−íi tinh thÓ (cÊu tróc tinh thÓ) lµ m¹ng l−íi kh«nggian ba chiÒu trong ®ã çc nót m¹ng lµ çc ®¬n vÞ cÊu

tróc (nguyªn tö , ion, ph©n tö ...).

2



* Tinh thÓ kim lo¹i

Çc lo¹i cÊu tróc tinh thÓ

3

* Tinh thÓ ion* Tinh thÓ nguyªn tö (tinh thÓ céng ho¸ trÞ)

* Tinh thÓ ph©n tö



« ®¬n vÞ (tÕ bµo c¬ b¶n)

* Lµ phÇn tinh thÓ mµ b»ng çch tÞnh tiÕn nã theo h−íng cña ba

trôc tinh thÓ ta cã thÓ thu ®−îc toµn bé tinh thÓ

* Mçi « ®¬n vÞ cho biÕt:

4

H»ng sè m¹ng: a, b, c, α, β, γ

Sè ®¬n vÞ cÊu tróc : n

Sè phèi trÝ §é ®Æc khÝt



Hèc b¸t diÖn

Hèc tø diÖnA

C

A

B

B

1.1. Sù s¾p xÕp çc nguyªn tö kim lo¹i

A

A

C

B

5

Ëp p −¬ng t©m mÆt

A

B

B

A

A

Lôc ph−¬ng chÆt khÝt

A

A

B



H×nh phèi trÝ cña çc m¹ng tinh thÓ kim lo¹i

B

C A

B

6

A A

LËp ph−¬ng t©m khèi LËp ph−¬ng t©m mÆt Lôc ph−¬ng chÆt khÝt



Hèc tø diÖn vµ hèc b¸t diÖn

7

Hèc tø diÖn Hèc b¸t diÖn



X¸c ®Þnh çc hèc tø diÖn vµ b¸t diÖn trong m¹ng lËp

ph−¬ng t©m mÆt (lptm)

O

8

Sè hèc tø diÖn : 8 hèc

Sè hèc b¸t diÖn : 1 + 12.1/4 = 4 hèc

LËp ph−¬ng t©m mÆt

T

O



X¸c ®Þnh çc hèc tø diÖn vµ b¸t diÖn trong m¹ng lôc

ph−¬ng chÆt khÝt (lpck)

T TT T

9

Sè hèc tø diÖn : 4

Sè hèc b¸t diÖn : 2

LLLLôôôôcccc pppphhhh− −− −¬ ¬¬ ¬nnnngggg cccchhhhÆÆÆÆtttt kkkkhhhhÝ ÝÝ Ýtttt

T TT T T TT T OOOO





TÝnh ®é ®Æc khÝt cña m¹ng lËp ph−¬ng t©m mÆt

a

11

Sè qu¶ cÇu trong mét « ®¬n vÞ: 6.1/2 + 8.1/8 = 4

Tæng thÓ tÝch çc qu¶ cÇu

ThÓ tÝch cña mét « ®¬n vÞ= 74 %

a

a 2 = 4.r



a

2a 63

a = 2.r¤ c¬ së

ba

TÝnh ®é ®Æc khÝt cña m¹ng lôc ph−¬ng chÆt khÝt

12

a

a

a

aa 3

2

a 63

Sè qu¶ cÇu trong mét « ®¬n vÞ: 4.1/6 + 4.1/12 + 1 = 2

Tæng thÓ tÝch çc qu¶ cÇu

ThÓ tÝch cña mét « ®¬n vÞ = 74 %



B¶ng tæng qu¸t çc ®Æc ®iÓm cña çc m¹ng tinh thÓ kim lo¹i

CÊu tróc H»ng sèm¹ng

Sè ®vcÊu tróc (n)

Sèphèi trÝ

Sèhèc T

Sèhçc O

§é ®ÆckhÝt (%) Kim lo¹i

LËp ph−¬ng t©mkhèi (lptk)

α=β=γ =90o a=b=c

2 8 - - 68Kim lo¹ikiÒm, Ba,

13

, , ...

LËp ph−¬ng t©mdiÖn (lptd)

α=β=γ =90o a=b=c

4 12 8 4 74 Au, Ag, Cu,Ni, Pb, Pd,Pt, ...

Lôc ph−¬ng chÆtkhÝt (lpck)

α=β=90o γ =120o

a=b≠c

2 12 4 2 74Be, Mg, Zn,

Tl, Ti, ...



1.2.Liªn kÕt kim lo¹i

• ThuyÕt khÝ electron

• ThuyÕt vïng

14





ThuyÕt khÝ electron

Tinh thÓ kim lo¹i gåm:* Çc cation kim lo¹i n»m ë çc nót m¹ng.* Çc electron ho¸ trÞ chuyÓn ®éng tù do trong toµn tinh thÓ* Lùc liªn kÕt kim lo¹i cµng m¹nh khi sè electron ho¸ trÞ

chuyÓn thµnh electron tù do cµng línThuyÕt khÝ electron gi¶i thÝch çc rÝnh chÊt vËt lý cña kim lo¹i

Do çc electron liªn kÕt kim lo i chu Ón ® n t do nªn

16

* Çc electron nµy cã thÓ chuyÓn ®éng thµnh dßng khi ®Æt

mét hiÖu ®iÖn thÕ vµo hai ®Çu kim lo¹i

* Khi çc líp tr−ît lªn nhau th× kh«ng xuÊt hiÖn lùc ®Èy bæxung. Tinh thÓ kim lo¹i chØ biÕn d¹ng mµ kh«ng bÞ ph¸ vì

* Çc electron nµy cã kh¶ n¨ng truyÒn dao ®éng nhiÖt tõ n¬inµy ®Õn n¬i kh¸c trong m¹ng tinh thÓ

* Çc electron nµy ph¶n x¹ tèt ¸nh s¸ng chiÕu ®Õn nªn kimlo¹i cã ¸nh kim



ThuyÕt vïng(thuyÕt MO ¸p dông cho hÖ nhiÒu nguyªn tö)

* N AO cã møc n¨ng l−îng gÇn nhau tæ hîp thµnh N MO cã møc n¨ngl−îng kh¸c nhau. N cµng lín th× çc møc n¨ng l−îng cµng gÇn nhau vµt¹o thµnh vïng n¨ng l−îng

* Çc AO ho¸ trÞ s, p, d cña kim lo¹i cã n¨ng l−îng kh¸c nhau sÏ t¹o ranh÷ng vïng n¨ng l−îng kh¸c nhau. Çc vïng nµy cã thÓ xen phñ hoÆc

17

.

* Çc e chiÕm çc MO cã n¨ng l−îng tõ thÊp ®Õn cao, mçi MO cã tèi ®ahai e. Vïng gåm çc MO ®· b·o hoµ e gäi lµ vïng ho¸ trÞ. Vïng MO kh«nbÞ chiÕm hoµn toµn trong ®ã e cã kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng tù do lµ vïng dÉn

* Çc e trong vïng ho¸ trÞ kh«ng cã kh¶ n¨ng dÉn ®iÖn.

* Çc e trong vïng dÉn cã thÓ dÉn ®iÖn khi cã n¨ng l−îng ®ñ lín th¾ng

®−îc lùc hót cña çc cation kim lo¹i



2s

Vïn

Vïng

3s

3p Vïng

Vïng

Vïng xen phñdÉn

dÉn

ho¸ trÞ

Sù h×nh thµnh çc vïng n¨ng l−îng trong tinh thÓ kim lo¹i Li vµ Mg

18

1s

Li Li2 Li3 Li8 Li N

E

Vïng

1s

2s

2p

Vïng cÊm

Mg Mg N

E

ho¸

trÞ

cÊm



Vïng dÉn

Vïng ho¸ trÞ

Vïng cÊm réng

ChÊt çch ®iÖn cã vïngcÊm réng ( E > 3 eV)

E

Vïng ho¸ trÞ

E

Vïng dÉn.nhiÒu electron cã mÆt(kh«ng cã vïng cÊm)

Kim lo¹i cã vïng dÉn vµvïng ho¸ trÞ xen phñ nhau

19

Vïng ho¸ trÞ

Vïng dÉn ®iÒn ®Çy mét nöa

Vïng cÊm

Kim lo¹i cã vïng dÉn ®iÒn ®Çy mét nöa

E

Vïng dÉn

Vïng ho¸ trÞ

Vïng cÊm hÑp

ChÊt b¸n dÉn cã vïng cÊm hÑp ( E < 3 eV)

E



2.Tinh thÓ ion* Tinh thÓ hîp chÊt ion ®−îc t¹o thµnh bëi nh÷ng cation vµ anion h×nhcÇu cã b¸n kÝnh x¸c ®Þnh

* Lùc liªn kÕt gi÷a çc ion lµ lùc hót tÜnh ®iÖn kh«ng ®Þnh h−íng

* H chÊt ion ®− c h×nh thµnh tõ nh÷n n u ªn tö cã hi u ® ©m

20

®iÖn lín. Nh÷ng e ho¸ trÞ cña nh÷ng nguyªn tö cã ®é ©m ®iÖn nhá®−îc coi nh− chuyÓn hoµn toµn sang çc obitan cña nguyªn tö cã ®é©m ®iÖn lín t¹o ra çc ion tr¸i dÊu hót nhau.

* Çc anion th−êng cã b¸n kÝnh lín h¬n cation nªn trong tinh thÓng−êi ta coi anion nh− nh÷ng qu¶ cÇu xÕp khÝt nhau theo kiÓu lptm,lpck, hoÆc lËp ph−¬ng ®¬n gi¶n. Çc cation cã kÝch th−íc nhá h¬n n»më çc hèc tø diÖn hoÆc b¸t diÖn.



Tinh thÓ hîp chÊt ion d¹ng MX

§iÒu kiÖn bÒn cña cÊu tróc:

0.22 < X r M r < 0.41 kiÓu phèi trÝ tø diÖn (sè phèi trÝ cua M lµ 4) : m¹ng

sphalerit vµ vuarit cña ZnS.

21

0.41 < X r M < 0.73 kiÓu phèi trÝ b¸t diÖn (sè phèi trÝ cua M lµ 6) : m¹ng

NaCl, NiAs.

0.73 <

X

r M r

< 1 kiÓu phèi trÝ lËp ph−¬ng (sè phèi trÝ cña M lµ 8): . .

m¹ng CsCl.



Na

Tinh thÓ NaCl

22

Cl

* Çc ion Cl - xÕp theo kiÓu lËp ph−¬ng t©m mÆt, çc cation Na+ nháh¬n chiÕm hÕt sè hèc b¸t diÖn. Tinh thÓ NaCl gåm hai m¹ng lËpph−¬ng t©m mÆt lång vµo nhau. Sè phèi trÝ cña Na+ vµ Cl- ®Òu b»ng 6

* Sè ion Cl- trong mét « ®¬n vÞ: 8.1/8 + 6.1/2 = 4

* Sè ion Na+ trong mét « ®¬n vÞ: 12.1/4 + 1.1 = 4

* Sè ph©n tö NaCl trong mét « ®¬n vÞ lµ 4



M¹ng tinh thÓ NiAs

Çc ion As3- s¾p xÕp theo kiÓulôc ph−¬ng chÆt khÝt. Çc ionNi3+ chiÕm hÕt sè hèc b¸t di n

23

NiAs

Sè phèi trÝ cña Ni vµ As ®Òub»ng 6



Cs

Cl

Tinh thÓ CsCl

24

Tinh thÓ CsCl gåm hai m¹ng lËp ph−¬ng ®¬n gi¶n lång vµo nhau.Sè phèi trÝ cña Cs vµ Cl ®Òu b»ng 8



A

A'B

Çc ion S2- s¾p xÕp theo kiÓulôc ph−¬ng, çc ion Zn2+ chiÕm

mét nöa sè hèc tø diÖn. M¹ngvuarit bao gåm hai m¹ng lôcph−¬ng chÆt khÝt lång vµo nhau

Tinh thÓ vuarit

25

Vuarit ZnS

S

Zn

B'

ACïng kiÓu m¹ng vuarit cã çcchÊt AlN, ZnO, BeO, GaN, InNSiC, HgS, CdS



S2- s¾p xÕp theo kiÓu lËp ph−¬ngt©m m¨t, çc ion Zn2+ chiÕm métnöa sè hèc tø diÖn

M¹ng sphalerit

26

Sphalerit ZnS

S

Zn



CaF

Florit (CaF2)

M¹ng tinh thÓ hîp chÊt d¹ng M2X

27

Çc ion Ca2+ s¾p xÕp theo kiÓu lËp ph−¬ng t©m mÆt, çc ion F-

chiÕm çc hèc tø diÖn. Cïng kiÓu m¹ng nµy cã tinh thÓ cña Na2O



Oxi

Ti

Rutin TiO2

M¹ng rutin

28

Çc ion O2- s¾p xÕp theo kiÓu lôc ph−¬ng, çc ion Ti4+ chiÕm mét nöasè hèc b¸t diÖn

Sè phèi trÝ cña Ti lµ 6, cña O lµ 3

Trong mét « ®¬n vÞ cã 4 ion O vµ 2 ion Ti4+, 2 ph©n tö TiO2





TÝnh chÊt çc hîp chÊt ion

* Lùc t−¬ng t¸c tÜnh ®iÖn gi÷a çc ion t−¬ng ®çi lín nªn çc hîpchÊt ion cã ®é r¾n, nhiÖt ®é nãng ch¶y; nhiÖt ®é s«i cao nh−ng ®é

gi·n në còng nh− ®é chÞu nÐn nhá.* Çc hîp chÊt ion kh«ng cã tÝnh dÎo, do khi çc líp ion tr−ît lªnnhau ph¸t sinh çc lùc ®Èy bæ sung, lµm cho tinh thÓ bÞ ph¸ vì.

30

* V× lùc liªn kÕt m¹nh, çc ion ®Òu tÝch ®iÖn nªn çc hîp chÊt ionchØ tan trong dung m«i ph©n cùc.

* V× trong ion, çc e chuyÓn ®éng trªn çc obitan ®Þnh chç trªn çc

ion nªn ë tr¹ng th¸i tinh thÓ çc hîp chÊt ion kh«ng dÉn ®iÖn. Nh−ngë tr¹ng th¸i nãng ch¶y vµ dung dÞch th× chóng dÉn ®−îc diÖn.



3.Tinh thÓ nguyªn tö

* Trong tinh thÓ nguyªn tö, çc ®¬n vÞ cÊu tróc chiÕm çc ®iÓm nótm¹ng lµ çc nguyªn tö, liªn kÕt víi nhau b»ng liªn kÕt céng ho¸ trÞnªn cßn gäi lµ tinh thÓ céng ho¸ trÞ.

* Do liªn kÕt céng ho¸ trÞ cã tÝnh ®Þnh h−íng nªn cÊu tróc tinh thÓ

31

* V× liªn kÕt céng ho¸ trÞ lµ liªn kÕt m¹nh nªn çc tinh thÓ nguyªn tö

cã ®é cøng ®Æc biÖt lín, nhiÖt ®é nãng ch¶y vµ nhiÖt ®é s«i cao, kh«ngtan trong çc dung m«i. Chóng lµ chÊt çch ®iÖn hay b¸n dÉn

vµ sè phèi trÝ ®−îc quyÕt ®Þnh bëi ®Æc ®iÓm liªn kÕt céng ho¸ trÞ,kh«ng phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn s¾p xÕp kh«ng gian cña nguyªn tö.



Kim c−¬ng

a = 3,55 ALiªn kÕt C-C dµi 1,54 A

* Çc nguyªn tö C chiÕm vÞ trÝ çc ®Ønh, çc t©m mÆt vµ mét nöa sè

hèc tø diÖn. Sè phèi trÝ cña C b»ng 4.

* Mçi tÕ bµo gåm 8.1/8 + 6.1/2 + 4 = 8 nguyªn tö



Liªn kÕt trong kim c−¬ng:

* Çc nguyªn tö C ë tr¹ng th¸ilai ho¸ sp3 t¹o ra 4 AO lai ho¸h−íng vÒ 4 ®Ønh h×nh tø diÖn.

Çc nguyªn tö C sö dông çc AOlai ho¸ nµy tæ hîp víi nhau t¹o raçc MO -σ.

3N

AO - p

AO - s

N

2N MO plkcßn trèng

2N MO lkb·o hoµ

Vïng cÊm E = 6 eV

33

* Vïng cÊm réng do e trong liªn kÕt céng ho¸ trÞ cã tÝnh ®Þnh vÞ cao.DÉn ®Õn kim c−¬ng lµ chÊt çch ®iÖn.

* Cã N nguyªn tö → t¹o ra 4N MO trong ®ã cã 2N MO liªn kÕt t¹othµnh vïng ho¸ trÞ vµ 2N MO ph¶n liªn kÕt t¹o thµnh vïng dÉn. Vïngho¸ trÞ ®· ®−îc ®iÒn ®Çy, vïng dÉn hoµn toµn cßn trèng, hai vïng

çch nhau mét vïng cÊm cã ∆E = 6 eV.



* Do cÊu tróc kh«ng gian ba chiÒu ®Òu ®Æn vµ liªn kÕt céng ho¸ trÞ bÒnv÷ng nªn Kim c−¬ng cã khèi l−îng riªng lín (3,51), ®é cøng lín nhÊt,

hÖ sè khóc x¹ lín, nhiÖt ®é s«i, nhiÖt ®é nãng ch¶y cao, gißn, kh«ngtan trong çc dung m«i, kh«ng dÉn ®iÖn.

TÝnh chÊt cña kim c−¬ng

34

ng u m¹ng n v m c−¬ng c n c a c c nguy n

Si, Ge vµ Sn(α) vµ mét sè hîp chÊt céng ho¸ trÞ nh−: SiC, GaAs, BN, ZnSCdTe. Tuy nhiªn liªn kÕt céng ho¸ trÞ trong çc tinh thÓ nµy lµ liªn kÕtcéng ho¸ trÞ ph©n cùc.





3,35 A

* Çc nguyªn tö C lai ho¸ sp2 liªkÕt víi nhau b»ng liªn kÕt céngho¸ trÞ σ, ®é dµi liªn kÕt C-C:1,42 Å n»m trung gian gi÷a liªn

kÕt ®¬n (1,54 Å) vµ liªn kÕt ®«i(1,39 Å-benzen)

* HÖ liªn kÕt π gi¶i to¶ trong

Than ch×

1,42 A

toµn bé cña líp, do vËy so víikim c−¬ng, than ch× cã ®é hÊpthô ¸nh s¸ng ®Æc biÖt m¹nh vµcã kh¶ n¨ng dÉn ®iÖn gièng kim

lo¹i. tÝnh chÊt vËt lý cña than ch×phô thuéc vµo ph−¬ng tinh thÓ

* Liªn kÕt gi÷a çc líp lµ liªn kÕt yÕu Van der Waals, kho¶ng çch gi÷a

çc líp lµ 3,35Å, çc líp dÔ dµng tr−ît lªn nhau, do vËy than ch× rÊt mÒm



Tinh thÓ Bonitrua d¹ng m¹ng than ch×

* CÊu t¹o cña BN gièng nh−

than ch×, çc nguyªn tö Bvµ N cïng lai ho¸ sp2.

*Tinh thÓ BN cã mµu tr¾ng.

3,34 A

37

,

chÞu löa (tnc∼ 3000oC)

* Do nguyªn tö N cã ®é ©m®iÖn lín nªn çc MO π ®ÞnhvÞ chñ yÕu ë N, dÉn ®Õn çc eπ kh«ng ®−îc gi¶i to¶ nh− ëthan ch× vµ BN kh«ng dÉn ®iÖ

(∆E = 4,6 - 3,6 eV)

BN

1,446 A



4.M¹ng tinh thÓ ph©n tö

* Trong tinh thÓ ph©n tö, m¹ng l−íi kh«ng gian ®−îc t¹o thµnh bëi

çc ph©n tö hoÆc nguyªn tö khÝ tr¬.

* Trong tr−êng hîp chung, lùc liªn kÕt gi÷a çc ph©n tö trong tinh thÓ

38

, .

* V× lùc liªn kÕt yÕu nªn çc ph©n tö trong m¹ng tinh thÓ dÔ t¸ch kháinhau, nhiÖt ®é nãng ch¶y vµ nhiÖt ®é s«i thÊp, tan tèt trong çc dungm«i t¹o ra dung dÞch.



KhÝ tr¬

39

Tinh thÓ Ne, Ar, Xe, Kr. Tinh thÓ He



Tinh thÓ ph©n tö iod

* M¹ng l−íi cña tinh thÓ I2 cã®èi xøng d¹ng trùc thoi víi çcth«ng sè a = 7,25 Å, b = 9,77 Å,c = 4,78 Å. T©m çc ph©n tö I2

n»m ë ®Ønh, t©m cña « m n m¨t

40

I2

2,70 A

thoi

* Kho¶ng çch ng¾n nhÊt I-Itrong tinh thÓ lµ 2,70 Å xÊp xØ ®é

dµi liªn kÕt trong ph©n tö khÝ I2

2,68 Å. →liªn kÕt céng ho¸ trÞ I-Ithùc tÕ kh«ng thay ®æi khi th¨nghoa

z



CCCCBBBB

DDDD

y

2222,,,,77770000 AAAA

3333,,,,55553333AAAA

AAAA

BBBB

CCCC

DDDD

32

AAAA

x

* Kho¶ng çch ng¾n nhÊt cña hai nguyªn tö I thuéc hai ph©n tö I2 lµ3,53 Å . Çc ph©n tö ®Þnh h−íng song song theo hai h−íng ®èi xøngnhau qua mÆt ph¼ng xOz mét gãc 32o.

* Lùc liªn kÕt gi÷a çc ph©n tö lµ lùc Van der Waals yÕu nªn I2 dÔ

th¨ng hoa khi nhiÖt ®é ∼60o.





Tinh thÓ ph©n tö XeF4

* Ph©n tö XeF4 cÊu t¹o vu«ng ph¼ng,Xe lai ho¸ sp3d2Xe

F

43

* XeF4 lµ chÊt r¾n, dÔ bay h¬i, kh¸bÒn ë nhiÖt ®é th−êng.D = 4,04 g/cm3; tnc = 114oC.



Tinh thÓ ph©n tö CO2 (n−íc ®¸ kh«)

* N−íc ®¸ kh« t¹o bëi çc ph©n tö th¼ng CO2, t©m cña nguyªn tö Cn»m ë ®Ønh, t©m çc mÆt cña h×nh

lËp ph−¬ng t¹o thµnh m¹ng lËpph−¬ng t©m mÆt víi h»ng sè m¹ngb»ng 5,58 Å.

44

CO2

* Kho¶ng çch C-O trong cïngph©n tö trong tinh thÓ lµ 1,06 Å,

ng¾n h¬n trong ph©n tö ë tr¹ngth¸i khÝ 1,162 Å. Kho¶ng çchng¾n nhÊt gi÷a hai nguyªn tö Ocña hai ph©n tö CO2 lµ 3,19 Å

P at



1

5

rl

k

P at

* KhÝ CO2 nÆng h¬nkh«ng khÝ dÔ ho¸ r¾n,ho¸ láng.

-78 -

Gi¶n ®å tr¹ng th¸i cña CO2

* Trªn gi¶n ®å tr¹ng th¸i cña CO2 ®iÓm ba n»m cao h¬n ¸p suÊt khÝquyÓn do ®ã tuyÕt cacbonic kh«ng nãng ch¶y ë nhiÖt ®é th−êng mµ

th¨ng hoa ë -78oC.* Khi n−íc ®¸ kh« bay h¬i lµm cho nhiÖt ®é xung quanh h¹ xuèng rÊtthÊp nªn nã cã øng dông : b¶o qu¶n nh÷ng ®å chãng háng; trén víiclorofom lµm hçn hîp lµm l¹nh; thö th¸ch çc ®å dïng tr−íc khi ®−a®i sö dông t¹i B¾c Cùc, Nam Cùc; t¹o m−a nh©n t¹o.

Tinh thÓ ph©n tö n−íc ®¸:



Tinh thÓ ph©n tö n−íc ®¸:

Mçi ph©n tö n−íc liªn kÕt víi 4ph©n tö n−íc kh¸c b»ng çc liªnkÕt hi®ro t¹o lªn nh÷ng h×nh tø diÖn®Òu.

46

Liªn kÕt hi®ro dµi 1,76A

Liªn kÕt céng ho¸ trÞ O-H dµi 0,99A

H

O



* Kho¶n çch i÷a çc h©n tö n−íc lín nªn tinh thÓ kh¸ rçn do ®ã

* Liªn kÕt gi÷a çc ph©n tö lµ liªn kÕt hi®ro yÕu nªn nhiÖt ®é nãng ch¶yvµ nhiÖt ®é s«i nhá. Tuy nhiªn, so víi çc ph©n tö kh«ng t¹o ra liªn kÕt

hi®ro hoÆc t¹o ra liªn kÕt hi®ro yÕu nh− H2S; H2Se; H2Te th× n−íc cãnhiÖt ®é nãng ch¶y vµ nhiÖt ®é s«i cao h¬n rÊt nhiÒu.

TÝnh chÊt cña n−íc

47

tinh thÓ n−íc ®¸ cã khèi l−îng riªng nhá. Khèi l−îng riªng cña n−íc ë ¸p suÊt khÝ quyÓn lín nhÊt ë 3,98 oC.

* Do thÓ tÝch cña n−íc ®¸



0,006

1

r l

k

P at

Do thÓ tÝch cña n−íc ®¸h¬i lín h¬n cña n−íc láng

nªn khi t¨ng ¸p suÊt n−íc®¸ ch¶y thµnh n−íc láng,bëi vËy ë ¸p suÊt cao nhiÖt®é nãng ch¶y cña n−íc ®¸gi¶m.

* N−íc cã nhiÖt dung riªng

48

0 100 toC

0,01

Gi¶n ®å tr¹ng th¸i cña n−íc ®¸.

lín nhÊt so víi mäi chÊtláng vµ chÊt r¾n. N−íc cãvai trß quan träng trong viÖ®iÒu tiÕt khÝ hËu tr¸i ®Êt.

* Do ph©n tö n−íc ph©n cùc m¹nh vµ cßn t¹o ra ®−îc liªn kÕt H nªnn−íc cã kh¶ n¨ng hoµ tan tèt nhiÒu hîp chÊt ph©n cùc, chÊt ®iÖn ly.N−íc cã vai trß lín ®èi víi sù sèng trªn tr¸i ®Êt.



TÝnh khèi l−îng riªng cña kim lo¹i

Khèi l−îng cña 1 nguyªn tö kim lo¹i:

ThÓ tÝch mét qu¶ cÇu : 4πr3

3

M

NA

49

Mét qu¶ cÇu chiÕm trong trong mét kh«ng gian :4πr3

3P Víi P lµ ®é ®Æc khÝt cña m¹ng tinh thÓ: 68 hoÆc 74%

Khèi l−îng riªng cña kim lo¹i lµ:3.M.P

4πr3.NA



¸p dông tÝnh tû khèi cña tinh thÓ Ni

A

C

B

B¸n kÝnh rNi = 1,24 Å = 1,24 .10-8 cm

§é ®Æc khÝt cña m¹ng lptm: 74%

Tû khèi:

50

. , . ,

4 . 3,14 . (1,24.10-8)3 . 6,02.1023

= 9,04 (g/cm3)a =

2

=

= 3,507 (Å)

4r

4 . 1,242

* Quy t¾c Engel vµ Brewer cho biÕt cÊu tróc tinh thÓ kim lo¹i hoÆc hîp



Quy t¾c Engel vµ Brewer cho biÕt cÊu tróc tinh thÓ kim lo¹i hoÆc hîpkim phô thuéc vµo sè e s vµ p ®éc th©n trung b×nh trªn mét nguyªn

tö kim lo¹i ë tr¹ng th¸i kÝch thÝch: a

a < 1,5 :lËp ph−¬ng t©m khèi.

1,7 < a < 2,1 :lôc ph−¬ng chÆt khÝt2,5 < a < 3,2 :lËp ph−¬ng t©m mÆt.

51

a ~ 4 : m¹ng tinh thÓ kim c−¬ng

Na : 1s22s22p63s1→ a = 1 → tinh thÓ m¹ng lptk

Mg : 1s22s22p63s2 → 1s22s22p63s13p1→ a = 2 → tinh thÓ m¹ng lpck

Al : 1s22s22p63s23p1 → 1s22s22p63s13p2→ a = 3 → tinh thÓ m¹ng lptm

¸p dông:

X¸c ®Þnh tû khèi cña Na Mg Al



X¸c ®Þnh tû khèi cña Na, Mg, Al.

D = 3.M.P

4πr3.NA

Kim lo i Na M Al

52

Nguyªn tö khèi 22,99 24,31 26,98B¸n kÝnh nguyªn tö (A) 1,89 1,6 1,43M¹ng tinh thÓ lptk lpck lptm

§é ®Æc khÝt 0,68 0,74 0,74Tû khèi lý thuyÕt (g/ml) 0,919 1,742 2,708

Tû khèi thùc nghiÖm(g/ml) 0,97 1,74 2,7

B¶ng çc tÝnh chÊt cña Na, Mg, AlB¶ng çc tÝnh chÊt cña Na, Mg, AlB¶ng çc tÝnh chÊt cña Na, Mg, AlB¶ng çc tÝnh chÊt cña Na, Mg, Al



g gg gg gg g

1s2

2s2

2p6

3s1

1s2

2s2

2p6

3s2

1s2

2s2

2p6

3s2

3p1

Kim lo¹i Na Mg AlSè thø tù 11 12 13

Nguyªn tö khèi 22,99 24,34 26,98

CÊu h×nh electronKiÓu m¹ng tinh thÓ Lptk Lpck LptmB¸n kÝnh nguyªn tö 1,89 1,6 1,43

53

B¸n kÝnh ion 0,98 0,74 0,57§é ©m ®iÖn 0,9 1,2 1,5

Tû khèi 0,97 1,74 2,7NhiÖt ®é nãng ch¶y 98 651 660

NhiÖt ®é s«i 883 1107 2520§é dÉn ®iÖn 20,8 21,4 36,1

§é cøng 0,4 2,5 2,75

(oC)

oC oC oC

(g/cm3)



rc

ra

KJ.mol-1KJ.mol-1 KJ.mol-1

Hîp chÊt ion CsBr KBr MgO

r + r 1,65 + 1,96 = 3,61 1,33 + 1,96 = 3,29 0,74 + 1,36 = 2,1

Tû lÖ b¸n kÝnh 0,842 > 0,732 0,41<0,679<0,732 0,41<0,544<0,732

M¹ng tinh thÓ M¹ng CsClphèi trÝ lËp ph−¬ng

M¹ng NaClphèi trÝ b¸t diÖn

M¹ng NaClphèi trÝ b¸t diÖn

N¨ng l−îng m¹ng l−íi 610,8 656,9 . 3925

c a (Å)

C«ng thøc Capustinski:

N¨ng l−îng m¹ng l−íi : Uo =

(o

C)(oC)

(o

C)(oC) (oC) (oC)

NhiÖt ®é nãng ch¶y 627 728 2800NhiÖt ®é s«i 1300 1376 3100

(n lµ tæng sè ion trong c«ng thøc ph©n tö muèi)

Zc.Za.nrc + ra

- 256,1 Kcal.mol-1

Cấu trúc tinh thể (Tập thể giảng viên và sinh viên)

Documents