Stările de agregare ale substanţelor
Transcript of Stările de agregare ale substanţelor
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
1/49
Strile de agregare alesubstanelor
STAREA GAZOAS STAREA SOLID2.1. Reele ionice2.2. Reele atomice
2.3. Reele metalice2.4. Reele moleculare
STAREA LICHID
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
2/49
Strile de agregare ale substanelor
CLASIFICAREA SUBSTANTELOR:
functie de natura particulelor care intra in structura substanelor i de naturalegturilor:
- ionice; - atomice (covalente); - metalice; - moleculare (polare sau nepolare)
Aceste tipuri de substante categorii de substane sunt specifice strilorcondensate (lichidisolid)
Instare gazoastoate substanele sunt formate din molecule mono- saupoliatomice, ntre care interaciunile sunt slabe
ntre particulele care intra in componenta substantelor ionice, atomice,metalice se manifesta interaciuni puternice (legaturi chimice) iar n cazulsubstanelormoleculare, interaciunile sunt mai slabe (interactii inermoleculare
de tip van der Waalsilegturi de hidrogen).
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
3/49
Strile de agregare ale substanelor
STARILE DE AGREGARE ALE SUBSTANTELORSubstantele pot exista in urmatoarele stari deagregare:Solid
LichidGazoasPlasma
independent de natura particulelor si de tipulforelorcu care ele interacioneaz.
Aceste stari de agregare difera prin coninutulenergetical particulelor componente
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
4/49
Strile de agregare ale substanelor
Energia cinetica (Ec) - implicata in agitatia termicaa particulelor cuefecte asupra tendintei de dispersare
Energia potentiala (Ep) implicata in fortele de coeziune cuefecte asupratendintei de condensarea materiei
Rezultanta celor doua tendinte opuse conduce la starea dedezordine / ordinea materiei.
Cristalul ideal-Starea de ordine maxima a particulelor in spatiu (0Kparticulele au Ep maxima si Ec minima; agitatia termica este
anulata)
Gazul ideal -Starea de dezordine maxima a particulelor in spatiu.
ORDINE vs. DEZORDINE
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
5/49
Strile de agregare ale substanelor
Cel mai scazut continut energetic il au starile condensate: starea solidaurmata de starea lichida
Substantele aflate in stare de plasma au cel mai bogat continut energetic
urmat apoi de starea gazoas.
Starea gazoas fiind n general nespecific, implica unele proprietigenerale, comune tututror substanelor aduse in aceast stare.
Substantele aflate in strile condensate, lichid sisolid, manifesta pe
langa proprietile caracteristice fiecrui tip de substane i uneleproprietati generale
.
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
6/49
6
Strile de agregare ale substanelor
1 STAREA GAZOAS
Substanele n stare gazoas sunt formate din molecule mono-sau poliatomice
Sunt lipsite de forma si volum propriu Energia particulelor - mai mare decat cea corespunzatoare
starilor condensate Particulele componente se afla in micaretermic de translaie,
continuidezordonat (dependenta temperatur)
Gazele prezint fenomenul de difuzie: introduse ntr-un anumitvolum ocupdup un anumit timp, intreg spatiul
Obs. gazele difuzeaz unele n altele; trec prin poriiunor materialesolide (poroase); cea mai mare vitez de difuziune o are H2 (masamolecular cea mai mic)
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
7/49
Strile de agregare ale substanelor
1. STAREA GAZOAS
Starea unui gaz poate fi descrisa in functie de variabilele:V, p, T, fore de coeziune, etc.
Legile gazelor ideale - descriu o stare limit,ideal
Starea gazului ideal poate fi descrisa prin Legile transformariigazelor
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
8/49
Legea general a gazelor(Mendeleev-Clapeyron)
Legea variaiei izoterme
(Boyle-Mariotte)Legea variaiei izobare(Gay-Lussac)Legea variaiei izocore(Charles)
Legea presiunilor pariale
(Dalton)Legea volumelor pariale
Legea lui Avogadro
1.STAREA GAZOAS. Legile transformarii gazelor
Strile de agregare ale substanelor
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
9/49
Strile de agregare ale substanelor
2. STAREA SOLID
Solidelese caracterizeaz prin volumsiform proprie. Reprezint n general, starea cea mai compact, Energia particulelor componente este cea mai mica din
seria starilor: S < L < G
Particulele ocupa pozitii fixe (executa doar micri deoscilaie (vibraie) n jurul unor poziii fixe - punctele deechilibru
Densitatea cea mai mare dintre starile: S > L > G
Starea solid se prezinta sub dou aspecte diferite:amorf(vitroas) i cristalin.
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
10/49
Strile de agregare ale substanelor
2. STAREA SOLID
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
11/49
Strile de agregare ale substanelor
Particulele constitutive (macromolecule, macroioni): distribuite in solide cu un grad maxim de dezordine
structura dezordonat este mai apropiata de cea a lichidelor dect de cea asolidelor
particulele au energii mai mari (rezulta instabilitate mai mare a stariivitroase prin comparatie cu cea cristalina)
macromoleculele interactioneaza prin fore slabe; prezinta comportamentanalog unor lichide foarte vscoase (lichide suprarcite)
Caracteristici macroscopice: - sprtur : concoidal (forma de scoica), cu suprafee netede;
- izotropia proprietilor fizice (identice n toate direciile) - interval de topire (nu au temperatura de topire in punct fix)
Exemple: sticla, mase plastice, cauciucuri, polimerii anorganici, unele forme alotrope ale unorelemente (carbon, sulf), ceruri, smoal, rini,etc.
2.1. STAREA AMORFA
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
12/49
Strile de agregare ale substanelor
2.2. STAREA CRISTALIN
cel mai nalt grad de ordonare a particulelor, dup forme geometriceregulate;
cele mai srace n energie; rezulta stabilitate. majoritatea solidelor adopta structura cristalina
Caracteristici macroscopice: sprtura - suprafee neregulate, pe care se disting fee ale cristalelor; - prezint anizotropiaproprietilor fizice: variaz cu direcia n cristal
(excepie cristalele cubice );
- trecerea din starea S-L se face la o anumit temperatur constant temperatur (punct) de topire.
Dupa modul de aranjare in cristal: Monocristal - aranjare regulata a blocurilor pe intregul cristal Policristal - aranjare regulata pe portiuni mici(graunti, cristalite microscopice) Cristal ideal repetare regulata, infinita in spatiu a unor unitati structurale
identice, atomi sau grupuri de atomi
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
13/49
Strile de agregare ale substanelor
2. 2. STAREA CRISTALINA
Substantele solide cu structura cristalina: formate din: ioni, atomi, molecule ordonate conform unor tipare
geometrice regulate
Gradul inalt de organizare este rezultatul echilibrului dintre fortele deatractie si fortele de respingere - Fortele de atractie: legaturile ionice, atomice, fortele van der Waals,
puntile de hidrogen, legaturile metalice - Fortele de respingere (de natura cuantica): sunt rezultatul repulsiilormutuale dintre orbitalii atomilor, ionilor sau moleculelor care formeaza
substantele cristaline.
Substantele cristaline exista in natura sub forma de cristale sau agregatepolicristaline
Cristalele - prezinta forme geometrice poliedrice definite (in generalvizibile macroscopic), marginite de fete plane, care se intersecteaza inmuchii sicare se intalnesc la randul lor in colturi.
Agregatele policristalineformate din cristale mici (ex. gheata, metalele).
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
14/49
Strile de agregare ale substanelor
Starea cristalin
Elementele de simetrie ale cristalelor:
Axe (directia in jurul careia prin rotire cu 3600 cristalul ajungede n ori in pozitii identice)
Exemplu: A2 simetrie binara- o fata revine in pozitiaechivalenta cu cea initiala, dupa o rotatie de 1800
Plane (impart cristalul in doua parti egale, fiecare reprezintaimaginea in oglinda a celeilalte)
Centru (punctul din interiorul cristalului, fata de care muchiile,colturile, fetele cristlului sunt simetrice).
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
15/49
Strile de agregare ale substanelor
Solidele cristaline se deosebesc ntre ele prin forma geometric dup care se aranjeazparticulele n cristal. Locul ocupat de o particul se numetenod.
Intr-un cristal componentele structurale sunt foarte apropiate; pentru simplificare, indiagrame se ilustreaza ca fiind la distante finite.
Liniile definite ca linii de reteaunesc componentele structurale formand Reteaua cristalina
Celula elementara(unitatea structurala)aranjament reprezentativ al particulelor (sferice)care prin repetare periodica in spatiul 3D genereaza reateaua cristalna
Celulelementar (primitiva) -poliedru elementar definit de numrul minim de noduri, carereproduce forma geometricdup care se aranjeaz particulele n cristal paralelipiped imaginar care contine unitatea structurala ce sta la baza retelei
cristaline NC= nr. atomi, molecule sau ioni din imediata vecinatate a unei particule
constitutiva dintr-o retea cristalina
Caracterizarea formei poliedrului elementar - feele plane - care mrginesc poliedrul; - muchiile - se formeaz lantretiereafeelor; - colurile (varfuri)- se formeaz la intersectia muchiilor.
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
16/49
Strile de agregare ale substanelor
Reteaua cristalina
celula elementara
punct (nod) al retelei
Cristal: un aranjament regulat de atomi sau grup deatomi care se repeta in spatiu.
Retea: un domeniu infinit de puncte care se repetaperiodic in 3 directii.
Translatie: mutarea unui grup de atomi intr-o directiespecifica pe o anumita distanta.
Vectori de translatie: asociati translatiei, genereazapunctele retelei intr-un aranjament periodic ordonat prindeplasarea unui punct al retelei; in 2D sunt necesari 2vectori.
Celula elementara: unitatea de baza (in 2D unparalelogram, in 3D un paralelipipied) care prin translatieumple spatiul; dimensiunile celulei elementare suntdefinite de vectorii de translatie. Din considerentecristalografice (restrictii), celula elementara poate aveanumai anumite forme.
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
17/49
Strile de agregare ale substanelor
NC Na+= 6
NC Cl- = 6
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
18/49
Strile de agregare ale substanelor
Repetarea regulat n spaiu a acestor elemente ale formeipoliedrice poart numele de simetria cristalului.
Pentru deosebirea cristalelor dup simetria lor, se folosescelementele se simetrie: axa de simetrie, planul de simetrie icentrul de simetrie.
Conform principiilor geometriei sunt posibile 32 combinaii aleelementelor de simetrie
32 de clase de simetrie posibile n 7 sisteme cristalografice, care sedeosebesc ntre ele prin urmtoarele caracteristici:
- unghiurile dintre axele cristalografice (paralele cu muchiile ifeele cristalului);
- interceptele - adicdistanele de la originea axelor cristalograficei locul n care axele sunt tiate de o fa.
Tipuri de sisteme de cristaline
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
19/49
Strile de agregare ale substanelor
Retele Bravais
(retea infinita de puncte pentru care vecinatatea imediata este identica)
14 retele 3D
7 retele Bravais primitive, 7 retele centrate
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
20/49
Strile de agregare ale substanelorStarea solida
Sisteme cristaline
1. CUBIC
cubic simplu ( C )(NC=6) cubic centrat intern (CCI) (NC=8) cubic cu fee centrate (CFC) (NC=12)
3 axe perpendiculare ()Exemple: O2,P4,Mn, Cl-i Na+ n NaCl
Li, Na, K, Rb, Cs, Ba, V, Cr, Fe, Nb, Ta, Mo, W, Pt, CsI Cdiamant,,CaF2 ,gaze rare, Ca, Sr, Pb Ni, Cu, Pd, Ag, Ir, Au,Ce
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
21/49
Strile de agregare ale substanelor
2. PTRATIC (tetragonal)
ptratic simplu (NC=6) ptratic centrat intern (NC=8) Exemple: TiO2, SnO2, Sn, In, Cl2
3. ROMBIC (ortorombic)
3 axe perpendiculare Exemple: S, Br2, Ga, KNO3, K2SO4, BaSO4
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
22/49
Strile de agregare ale substanelor
4. MONOCLINIC
3 axe dintre care 2 , iar a 3-a numai pe una din primeledou
Exemple: S, Po, PbCl2, CaSO4.2H2O (ghips)
Na3[AlF6] (criolit), Na2B4O7.
10H2 O (borax) 5. TRICLINIC (NC=6) 3 axe dintre care nici una perpendicular Exemple: CuSO4. 5H2O, K2Cr2O7
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
23/49
Strile de agregare ale substanelor
Dup interaciile care asigur coeziunea reelei(tipul de legturii), interacii stabilite ntreparticulele componente ale reelei cristaline(atomi, ioni, molecule), se disting:
TIPURI DE REELE CRISTALINE:
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
24/49
Strile de agregare ale substanelor
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
25/49
Strile de agregare ale substanelor
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
26/49
Strile de agregare ale substanelor
Proprietatigenerale
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
27/49
Strile de agregare ale substanelor
nodurile reelei sunt ocupate cu cationi i anioni interactii electrostaticeputernice. Ionii se distribuie conform principiului celei mai nalte simetrii respecta formulele brute ale substanelor
numrul de coordinaie (NC) i implicit forma geometric a cristalelor- relaiadintre razele ionice (r+/r-) - afecteaza gradul de impachetare
Energia de retea
Un compus va adopta structura cea mai stabila, de cea mai joasa energie. (sinu o structura metastabila posibila)
Factorii determinanti sunt:Factori sterici: dimensiunile ionilor; capacitate de polarizare a ionilor (
capacitatea de a polariza a unui cation si polarizabilitatea unui anion)Factori energetici: fortele de atractie dintre ionii cu sarcini opuse care cresc cucresterea N.C.)
forte de repulsie se accentueaza daca ioni cu aceeasi sarcina si sunt apropiatifortat unul de altul
Modul de legare i de aranjare a ionilor n reeaua cristalin explic
proprietilesubstanelor ionice
2.1. REELE IONICE
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
28/49
Strile de agregare ale substanelor
Energia de reea a unei reele ionice se poate calcula n doumoduri: - din date energetice (modelul electrostatic), respectiv din energia
de obinere a ionilor (+) i (-) i din energia de atracieelectrostatic dintre ei;
- din date termochimice, din ciclul Haber-Born.
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
29/49
Strile de agregare ale substanelor
Structuri cristaline
ale substantelor ionice
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
30/49
Strile de agregare ale substanelor
Structuri cristaline
ale substantelor ionice
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
31/49
Strile de agregare ale substanelor
n nodurile reelei ionice se afl ioni mono sau poliatomici cusarcini opuse, care alterneaz;
cristalul este neutru din punct de vedere electric
Interactia (legatura) dintre ioni este preponderentelectrostatic.
Campul electrostatic are simetrie sferic, ionii se atrag reciproc
din toate direciilei senconjoar cu un numr de ioni de semncontrar, care determina numrului de coordinaie (NC)
Valoarea NC este dictata de considerente sterice (de dimensiunilerelative ale cationului i anionului)
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
32/49
Strile de agregare ale substanelor
Intervalul de valori pentru raportul r+/r- pentru care este stabil unanumit numr de coordinaie NC , respectiv un anumit poliedru decoordinaie, se numeteraport critic.
(scaderea raportului r+/r- atenueaza caracterul ionic alcombinatiei,legatura chimica progresiv covalenta.
ex: r+/r- < 0.22 reteaua hexagonala a nitrurii de bor este analoga cucea a grafitului; prorietate sustinuta si de diferenta mica de
electronegativitate Ex: pentru o reeacubiccentrat intern, raportul critic este 0,73 >
r+/r- > 0.43
Pauling - reguli referitoare la poliedrele posibile i la alegerea acestoraa.i reeauas fie stabili electroneutra.
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
33/49
Strile de agregare ale substanelor
O proprietate ideala a razelor ionice este considerata a fiaditivitatealor.
Real: ionii nu sunt sfere rigide si se influeneaz reciproc: intervineo polarizare mutual a nveliurilor electronice, astfel incat,
distanele interionice (internucleare) determinate experimentaldifera de suma razelor calculate (pot fi mai mici sau mai mari).
Reducerea distanelor interionice se explic prin fenomenul depolarizaie mutual (reciproca) dintre ioni, ceea ce are carezultat o atracie suplimentar a cationului i anionului, adic o
cretere a intensitii legturii, respectiv o scdere adistantei interionice,fa de distanadeterminat numai de foreelectrostatice.
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
34/49
Strile de agregareale substanelor
Polarizarea conduce la aparitia unui caracter covalent al legturii dintre ioni, maievident in cazul in care cationul are o puterea polarizant mai mare asupraanionului.
Aspecte favorabile:
- cation are actiune polarizanta puternica:
sarcin mai mare;raz mai mic
un numr mai mare de orbitali liberi de joas energie n stratul de
valen)
- anionulse polarizeaz maiuordaca are:
sarcin mai mare
raz mai mare.
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
35/49
Strile de agregare ale substanelor
Polarizaiamutual determin uneori chiarschimbarea tipuluide legtur din reea, respectiv schimbarea tipului de reeacristalin, ntr-o serie de compui analogi, cum este cazulhalogenurilor de argint i de aluminiu.
Ex: trecerea de la reelele ionice spre cele de tip molecular :CdCl2, CdBr2, CdI2,
MgCl2, MgBr2, ZnCl2,
CoCl2, CoBr2, CoI2.
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
36/49
Strile de agregare ale substanelor
Proprietati substante ionice
-duritatemic-casante (sub aciunea unei foreexterioare, straturile retelei alunec unelefa de altele i ajung n contact ioni de
acelai semn care se resping, producndfisuri n cristal).
-- solubilitate in solveni polari,(dizolvarea - rezultatul a dou procesecare decurg concomitent: ruperea ionilordin cristal (proces endoterm) i
solvatarea ionilor (proces exoterm).-Dizolvarea se poate face cu absorbie(endoterma), sau degajare de cldur(exoterma) (exoterma)dup cum efecteleprimului, respectiv celui de al doileaproces este mai mare.
Proprietati substante ionice
- conductibilitatea electric n topitur,(conductori de ordinul II), curentul fiindtransportat de ionii mobili: conduc curentulelectric n soluieapoas, unde de asemenea,se gsesc sub form de ioni mobili;
-puncte de topirei de fierbere ridicate;- entalpii de topire i vaporizare la punctul defierbere mari; ridicate (legtura ionic fiindputernic, energia de reea are valori mari).exemplu:corespunzator unei serii de substane cu:A) cation comun, pt variaza in functie de
scderea razei anionului : NaF < NaCl < NaBr< NaI
B) anion comun, pt variaza in functie descderea razei cationului NaF < MgF2 < AlF3-transparenta
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
37/49
Strile de agregare ale substanelor
Defecte de retea -uneleproprietati fizice ale substantelorcristaline se explica prin existentaunor imperfectiuni (defecte) inretea.
Defecte de retea sectiune
a) retea cristalina ideala
b) retea cristalina tip Frenkel ioni deplasati din pozitia stabila pe o
pozitie metastabila, in interstitiileretelei; rezulta vacante in retea
c) retea cristalina tip Schottky
nr. vacante anionice= nr. vacante
cationice; ionii sunt indeparati de pesuprafata cristalului.
a) b) c)
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
38/49
Compusi stoichiometrici Compusi non-stoichiometrici
LaMnO3Formula structurala poate fireprezentata complet de celula elementaraPot exista mai multe structuri cristalinepentru un anumit compus(cristalin, ordonat sau dezordonat)Compus sau material ?
Compusi care nu contin un numar intreg de atomiin celula elementara-Defecte punctuale = SRO (short-range order)- Formula chimica = reprezentata printr-o valoaremedie
-Mai multe unitati structurale care se potdistribui ordonat in spatiu a. i sa formeze osupercelula elementara (long-range ordered)- TiOx (0.65
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
39/49
Strile de agregare ale substanelor
2.2. REELE MOLECULARE
- sunt formate din molecule neutre (alcatuite din numar fix de atomilegati prin legaturi covalente) care interactioneaza prin foreintermoleculare slabe van der Waals (chiar dac n cadrul moleculelorlegturile covalente sunt puternice):
fore de dispersie London - ntre atomi sau moleculele mici nepolare -caracter universal -determinate de oscilatiile invelisului de electroni al atomilorin jurul nicleelor (daca sunt sincroni atunci se pot forma
dipoli temporari) forede orientare Keesom - ntre molecule voluminoase i polare
fore de inductie dipol dipol (interactii Debye)
Cu toate ca legaturile covalente din molecule sunt foarte puternice, nuafecteaza proprietatile fizice ale substantelor.
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
40/49
Strile de agregare ale substanelor
Proprietatile fizice ale substantelor moleculare suntdeterminate de fortele intermoleculare van der Waals si delegaturile de hidrogen.
cristalului molecular variaza ca dimensiuni de la foarte mici(chiar cu un singur atom-cazul gazelor nobile) la foarte mari
(cazul polimerilor, proteinelor, ADN), solidelemacromoleculare
Puncte de topireifierbere sczut, care cresc n generalcu creterea masei moleculare a moleculelor
Majoritatea combinatiilor organice au in molecule in nodurileretelei cristaline.
Dintre elemente, doar sulful formeaza retele moleculare, S8 Tensiune de vapori mare; au miros caracteristic Transparenta si diamangnetism
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
41/49
Strile de agregare ale substanelor
Proprietatifizice substantecu retele
moleculare
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
42/49
Strile de agregare ale substanelor
2.3. RETELE ATOMICE (COVALENTE)
In nodurile retelelor particulele atomii legati covalent; asimilat cu molecula uriasa legturi covalente In general, cristalele atomice tipice (Cdiamant, Si, Ge SiC) au proprietati fizice extreme: puncte
de topire si de fierbere ridicate, nu conduc curentul electric nici in topituri, nu se dizolva inniciun solvent (doar cu reactie chimica); luciu caracteristic;
Exemple: P, S, C in formele alotrope grafit, diamant, fulerene, Si, Ge, SiC, GeS2AgI, ZnO,ZnS, CdS, HsS, AlP
Structuri adamantine - structuri obtinute printr-o foarte puternica polarizare a anionului decatre cation; electronii anionului devin e- de legatura covalenta; reteaua ionica devinecovalenta; proprietati caracteristice; indice de refractie foarte mare; culori variate.
STRUCTURA CRISTALIN A DIAMANTULUI hibridizare sp3un cristal de diamantpare a fi o moleculgigantic . fiecare atom de C este legat prin 4 covalene de ali 4 atomi de carbon dup o orientare
tetraedric Td - simetrie inalta celula elementara diamantului este de tiptetraedru regulat formeazlegturi puternice implictoi electronii n legtur proprietile fizico-chimice remarcabile ale diamantului:duritate 10 Mohs; nu conduce curentul
electric nici in topitura; insolubil in solventi.
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
43/49
Strile de agregare ale substanelor
STRUCTURA GRAFITULUI
atomii C sunt hibridizai sp2; rezulta 3 legturiputernice cu cei 3 orbitali hibrizi
Orbitalul p (pur) al fiecrui atom dintr-un plan rmnenehibridizat i conine un electron astfel incat, toielectronii orbitalilor nehibridizai ai atomilor dintr-unplan aparin tuturor atomilor din respectivul plan
-cristalul de grafit este format din straturi plane deatomi de C, distribuiti in hexagoane legati prin legturi
atomice;-intre planele paralele (cu fete hexagonale) semanifesta legaturi slabe, de tip van der Waals;
celula elementara grafitului este de tiphexagonal
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
44/49
Strile de agregare ale substanelor
Structura diamantului / structura grafitului
St il d l b t l
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
45/49
Strile de agregare ale substanelor
ALOTROPIE, IZOMORFISM, POLIMORFISM Izomorfismul reprezinta proprietatea unor substane cu
compoziie chimic diferit de a avea aceeai formcristalin.
se pune in legatura cu identitatea tipului de reea (ionice,atomice, metalice sau moleculare) a substanelor i celuleelementare de dimensiuni foarte apropiate
Speciile chimice se pot substitui reciproc in reeauacristalinformand cristale mixte din topituri sau soluii saturate.
Exemple de substane izomorfe: sruri diferite din punct de vedere chimic ex: KMnO4, BaSO4,
K[BF4], sunt izomorfe (razele cationilor K+ si Ba2+ sunt
apropiate, iar anionii MnO4-, BF4 - si SO42- au structurspaialtetraedric)
alaunii MIMIII(SO4)2.12H2O unde MI=Na+, K+, Rb+, Cs+, NH4+;MIII=Al, Ga, In, Cr, cristalizare n sistem cubic
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
46/49
Strile de agregare ale substanelor
Polimorfismuleste proprietatea unei substane de a cristaliza n maimulte forme cristaline.
Polimorfismul substanelor elementare se numete alotropie, deciformele polimorfe sunt stri alotropice ale unui element.
Exemplu de substane care prezint polimorfism (alotropie):
- substane ionice: CaCO3 - aragonit (sistem rombic) i calcit (sistemromboedric); - substane covalent-ionice:
- metale: Cr(sistem hexagonalicubic centrat intern);
- substane moleculare: S- S (sistem rombic) si S (sistemmonoclinic).
-SiO2cuar (romboedric) - tridimit (ortormbic) - cristobalit (cubic)
- substane covalente: Cdiamant (cubic) i Cgrafit (hexagonal) ifulerene C60
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
47/49
Strile de agregare ale substanelor
Transformripolimorfe
transformrile unei forme cristaline, stabil la o anumit temperatur, ntr-o alt form cristalin,stabil la alttemperatur
-Consecinte regruparea (schimbarea pozitiilor reciproce) a particulelor care ocup nodurile reeleicristaline, la
temperatura de transformarepolimorf, ca urmare a vibraiei particulelor.Transformrile enantiotropesau monotrope.
Transformrile enantiotrope - transformrile reversibile ale unui compus ntre modificaii salecristaline fr schimbarea strii de agregare, fiecare formpolimorf avnd un interval propriu destabilitate.
Transformrile monotropetransformriireversibilede la o formpolimorf instabil la o formstabil.
Trecerea formei instabile ntr-o formstabil are loc ntotdeauna cu degajare decldur;
procesul invers are loc cu absorbia unei cantiti egale de cldur, numit cldur latent detransformarepolimorf.
Unele substane anorganice prezint modificaii polimorfe asemntoare, cu diferene greu desesizat.
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
48/49
Strile de agregare ale substanelor
4. Plasma
Considerata a patra stare de agregare a materiei Amestec continuu de atomi, electroni, ioni pozitivi si fotoni
(asemanatoare starii gazoase) Forma de existenta in: majoritatea materiei cosmice (stele, nebuloase, materie
interstelara, soarele)
fulgere, aureole polare, arcuri electrice, in materialeleluminiscente ale lampilor cu Ar, Ne, dispozitive termonucleare,T =10 6 K- practic orice substanta se afla sub forma de plasmaputernic sau complet ionizata
-
7/29/2019 Strile de agregare ale substanelor
49/49
Strile de agregare ale substanelor
5. Condensatul Bose-Einstein
reprezinta a cincea stare a materiei, vizualizatapentru prima data in 1995
Denumirea starii, in onoarea celor doi oameni de stiinta,Satyendra Nath Bose si Albert Einstein, care au anticipatexistenta acestei faze, in 1920
Superfluide gazoase racire la T 0K ; In aceasta stare toti atomii condensatului ating aceeasi stare
mecanic-cuantica si se pot deplasa unul fata de celalalt farafrecare
Condensatul B-S poate capta reversibil lumina (cu eliberaredupa incetarea starii)
http://www.visionlearning.com/library/pop_glossary_term.php?oid=4562&l=http://www.visionlearning.com/library/pop_glossary_term.php?oid=4458&l=http://www.visionlearning.com/library/pop_glossary_term.php?oid=4458&l=http://www.visionlearning.com/library/pop_glossary_term.php?oid=4458&l=http://www.visionlearning.com/library/pop_glossary_term.php?oid=4458&l=http://www.visionlearning.com/library/pop_glossary_term.php?oid=4562&l=http://www.visionlearning.com/library/pop_glossary_term.php?oid=4562&l=http://www.visionlearning.com/library/pop_glossary_term.php?oid=4562&l=http://www.visionlearning.com/library/pop_glossary_term.php?oid=4562&l=http://www.visionlearning.com/library/pop_glossary_term.php?oid=4562&l=