cm m a nm a

KRİSTAL KATILARINYAPISIAytekin Hitit

KATILARIN SINIFLANDIRILMASI Kristal yapılar -kısa ve uzun mesafeli atomdüzeni• Metal• Seramik Amorf yapılar –Yalnızca kısa mesafeli atomdüzeni/düzensizlik veya rastgele dizilim• Polimerler• Camlar

KATILARIN SINIFLANDIRILMASIKristalAmorfusKısa ve uzun mesafeli atomik düzenKısa mesafeli atomik düzen

KRİSTAL YAPILAR Toplam 14 özgün latis yapısı (BravaisLattice) vardır

KRİSTAL SİSTEMLERKubika=b=c, α=β=γ=90 οTrigonal(Rombohedral)a=b=c, α=β=γ≠90 οHekzagonala=b≠c, α=β=90 ο ,γ=120 οBasit Hacim merkezli Yuzey merkezliaca120 oTetragonala=b≠c, α=β=γ=90 οOrtorombika≠b≠c, α=β=γ=90 οccaaabBasitHacim merkeli Basit Taban merkezli Hacim merkezli Yuzey merkezliMonoklinika≠b≠c, α=γ=90 ο ≠βTriklinika≠b≠c, α≠γ≠90 ο ≠βccβaBasitbTaban merkezliab

KRİSTAL SİSTEMLERSistem Kafes Parametreleri Bravais Kafes Kafes SembolüKübik a=b=c,α=β=γ=90 o BasitHacim merkezliYüzey merkezliTetragonal a=b≠c,α=β=γ=90 o BasitHacim merkezliOrtorombik a≠b≠c,α=β=γ=90 o BasitHacim merkezliTaban merkezliYüzey merkezliPIFPIPICFRombohedral a=b=c,α=β=γ≠90 o Basit RHekzagonal a=b≠c,α=β=90 o, γ=120 o Basit PMonoklinik a≠b≠c,α=γ=90 o ,β≠90 o BasitTaban MerkezliPCTriklinik a≠b≠c, α≠β≠γ≠90 o Basit P

KAFES YAPILARI 14 tane özgün kafesyapısı vardır. Bu kafes yapılarınıniçinde taban merkezlitetragonal yapısıbulunmamaktadır. Taban merkezlitetragonal yapı aynızamanda basittetragonaldır.

KRİSTAL SİSTEMLERBirim kafes (şematik)Birim kafes (gerçek durum)Periyodik dizilim

DÜZLEMLERcIndeks:(020) Indeks:(110) Indeks:(111)Kesişim:(∞,1/2,∞) Kesişim:(1,1,∞) Kesişim:(1,1,1)ccbbbaaacIndeks:(320) Indeks:(100) Indeks:(010)Kesişim: (1/3,1/2,∞) Kesişim :(1,∞,∞) Kesişim :(∞,1,∞)ccbbbaaa

DOĞRULTULAR[100] [010] [110]cccbbbaaa[120] Indeks:[111] Indeks:[210]cccbbbaaa

KRİSTAL YAPILAR

İYONİK KRİSTALLER Yüksek sertliğe sahiplerdir Kırılgandırlar Elektrik ve ısı iletkenlikleri düşüktür.

KOVALENT BAĞLI KRİSTALLER Yönlenme var. Yüksek sertliğe sahiplerdir Elektrik ve ısıl iletkenlikleri düşüktür.

ÇOK KRİSTALLİ MALZEMELERÇekirdeklenmeÇekirdeklerin büyümesiçekirdeksıvıKatılaşmanın sonu

NEDEN KRİSTAL YAPISI ÖNEMLİ?Fiziksel özellikler(dayanım,manyetiközellikler,iletkenlik …) yönebağlı olarak degişir.(İzotropik degil)Metal Elastik Modul (GPa)[100] [110] [111]Al 63.7 72.6 76.1Cu 66.7 130.3 191.1Fe 125.0 210.5 272.7W 384.6 384.6 384.6

NEDEN KRİSTAL YAPISI ÖNEMLİ?GrafitElmasİletken,düşük dayanımYalıtkan, en sert madde

NEDEN KRİSTAL YAPISI ÖNEMLİ?HMK FeYMK Fe•Manyetik•Yüksek dayanım•Düşük tokluk•Manyetik değil•Düşük dayanım•Yüksek tokluk

NEDEN KRİSTAL YAPISI ÖNEMLİ?Amorfus malzemelerin ısıl ve elektriksel iletkenlikleri kristalmalzemelere göre daha düşüktür.Amorfus malzemelerin dayanımları kristal malzemelerenazaran daha yüksektir.

YOĞUNLUKSeramiklerin yogunlugu metallere nazaran daha düsüktür kibu metallerle kıyaslandığında en önemli avantajlarındandır.Yoğunlugu belirleyen birincil faktör bileşiği oluşturanatomların kütleleridir.• Örnegin, NiO nun yoğunluğu NaCl den yüksektir.Yoğunluğu etkileyen diğer bir faktörde bağ türü vebağlanmada yönlenme olup olmadığıdır.• Örneğin kovalent bağla bağlı seramiklerde daha açık bir yapı(bazi arayer pozisyonlari bos) gosterirler ve bu yuzden deyogunluklari dusuktur.• İyonik bağla bağli bileşiklerde ise sıkı paket/ sıkı pakete yakınbir paketlenme sözkonusudur ve bu yüzden de yoğunluklarıkovalent bağlı bileşiklere nazaran daha yüksektir.

OrOr2YOĞUNLUKÖrnek: MgO in teorik yoğunlugunu hesaplayınız.MMrrMgONMgO= 24.31gr/ mol= 16gr/ mol= 0.086nm= 0.126nmAv= 6.022×1023∑∑VCNMMKatyonlari n= Anyonlarin atomik= Birim hucrenin hacmiAvCA== Avogadro sayisiatomikagirliklarininagirliklarinintoplamitoplamiρ =Birim hucredeki atomlarin agirligi nhucre( ∑MK+ ∑MA)Birimhucreninhacmi=VhucreNAva = 0.424nma = 0.424×10−9m = 0.424×10−7cmρ =( + 24.31)4 1623−7( 6.022×10 )( 0.424×10 )3= 3.51gr/ cm3

OrOr2YOĞUNLUKÖrnek: MgO in teorik yoğunlugunu hesaplayınız.MMNMgOAv= 24.31gr/ mol= 16gr/ mol= 6.022×1023∑∑VCMMCA=Katyonlari natomik= Anyonlarin atomik= Birim hucrenin hacmiagirliklarininagirliklarinintoplamitoplamiNAv= Avogadrosayisiρ =Birim hucredeki atomlarin agirligi nhucre( ∑MK+ ∑MA)Birimhucreninhacmi=VhucreNAva=0.424×10−9mρ =( + 24.31)4 1623−7( 6.022×10 )( 0.424×10 )3= 3.51gr/ cm3

YOĞUNLUKÖrnek: SiC un teorik yoğunlugunu hesaplayınız.MMrrSiCNSiC= 28.09gr/ mol= 12gr/ mol= 0.118nm= 0.071nmAv= 6.022×10a = 0.436nm23ρ =ρ =Birim hucredeki atomlarin agirligi nhucre( ∑MK+ ∑MA)Birim4hucrenin( 28.09 + 12)hacmi23−7( 6.022×10 )( 0.436×10 )3== 3.214gr/ cm3VhucreNAv

YOĞUNLUKBileşik Formül ağırlığı YoğunlukMgO 24.31+16=40.31gr/mol 3.51gr/cm 3SiC 28.09+12=40.09gr/mol 3.214gr/cm 3Molekuler ağırlıkları birbirine yakın olmasına ragmen iyonik bağla bağlıMgO bilesiginin yoğunlugu kovalent bağla bağlı SiC bileşiğininyoğunluğundan fazladır. Bunun sebebi kovalent bağ yüzünden SiC ündaha açık bir yapıya sahip olmasıdır.