chương 1 : MẠNG TINH THỂ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (972.44 KB, 39 trang )
CHƢƠNG 1
MẠNG TINH THỂ
Từ khóa: Crystal Lattice; Crystal
Lattice Structure; Structure of
Metal …
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
1
1. CẤU TẠO VÀ LIÊN KẾT
NGUYÊN TỬ
1.1. Vật liệu tinh thể & vô định hình
Quy ƣớc: nguyên tử, ion, phân tử: chất
điểm
Vật rắn tinh thể:
- Các chất điểm sắp xếp theo một quy luật
hình học xác định
- Có nhiệt độ nóng chảy xác định
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
2
1.1. Vật liệu tinh thể & vô định hình
Vật vô định hình:
- Các chất điểm sắp xếp hỗn loạn
- Không có nhiệt độ nóng chảy xác định
Trong điều kiện bình thường, ở trạng thái
rắn, các chất điểm của KL luôn ở vị trí
nhất định, có quy luật: trạng thái tinh thể
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
3
1.2. Các dạng liên kết nguyên tử
trong chất rắn
1.2.1. Liên kết Van Der Waals
Còn gọi là liên kết phân tử
Sinh ra do tương tác
những điện tử ngoài cùng
của các nguyên tử, trên
những khoảng cách lớn
khi các mây điện tử chưa
tiếp xúc nhau
Năng lượng liên kết không
lớn
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
(Tự đọc)
4
1.2.2. Liên kết đồng hóa trị
Được tạo ra khi hai
hoặc nhiều nguyên tử
góp chung nhau một số
điện tử (điện tử hóa trị)
để đủ 8 (2) điện tử ở
lớp ngoài cùng
(Tự đọc)
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5
1.2.3. Liên kết ion
Liên kết các nguyên tử cho
bớt điện tử lớp ngoài cùng
để trở thành ion dương
hoặc nhận thêm điện tử để
điền đầy lớp ngoài cùng và
trở thành ion âm
(Tự đọc)
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
6
1.2.4. Liên kết kim loại
Gồm ion dương và
đám mây điện tử
bao quanh
cân
bằng về mọi phía
đối với ion
Khi dịch chuyển 1
dãy nguyên tử một
khoảng cách: vẫn
cân bằng
KL có
tính dẻo cao
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
7
2. KHÁI NiỆM MẠNG TINH THỂ
Mạng tinh thể (MTT) là
mạng lưới không gian
được tạo nên bởi các chất
điểm, sắp xếp theo một
quy luật chặt chẽ, biểu
diễn được ở dạng hình
học nhất định
Thí dụ: các chất điểm của
tinh thể NaCl sắp xếp theo
quy luật ở các đỉnh của
khối lập phương
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8
MTT của muối ăn
Nhận xét:
- MTT như gồm các mặt
song song cách đều nhau:
mặt tinh thể
- MTT như gồm bởi các ô
nhỏ xếp liên tiếp nhau
theo 3 chiều đo trong
không gian: khối cơ sở
(ô cơ sở)
- Biểu diễn MTT bằng khối
cơ sở là đủ
- Các chất điểm khít nhau
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
9
2. KHÁI NiỆM MẠNG TINH THỂ
Có 14 kiểu mạng thuộc 7 hệ theo tương
quan:
- Giữa 3 kích thước: a, b, c
- Giữa 3 góc: , ,
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
10
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
11
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
12
3. CÁC KiỂU MTT ĐiỂN HÌNH
Đa số các kim loại được đặc trưng bởi ba
kiểu mạng:
- Lập phương thể tâm: Li, Na, K, V, Cr, Fe,
Pb, W,…
- Lập phương diện tâm: Fe, Al, Ca, Ni, Cu,
Ag, Au,…
- Lục giác: Be, Mg, Cd, Ti, Co, Zn,…
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
13
3.1. Mạng lập phƣơng thể tâm (lptt)
(Lập phƣơng tâm khối)
Khối cơ bản: 8 nguyên tử ở 8 đỉnh (không
tiếp xúc nhau) cùng tiếp xúc với nguyên tử
ở tâm khối
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
14
3.1. Mạng lập phƣơng thể tâm
Số nguyên tử
trong 1 khối cơ
bản:
(1/8 x 8) + 1 = 2
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
15
3.2. Mạng lập phƣơng diện tâm (lpdt)
(lập phƣơng tâm mặt)
8 đỉnh: 8 nguyên tử
6 nguyên tử ở tâm
6 mặt bên
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
16
3.2. Mạng lập phƣơng diện tâm
Các nguyên tử tiếp xúc nhau theo đường
chéo mặt
Số nguyên tử trong 1 khối cơ bản: (1/8 x
8) + (½ x 6) = 4
Các KL có kiểu mạng này: Fe, Ni, Cu, Al,
Pb …
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
17
3.3. Mạng lục giác xếp chặt (lgxc)
12 nguyên tử ở 12
đỉnh của 2 lục giác
2 nguyên tử ở tâm
của 2 lục giác
3 nguyên tử ở tâm
của 3 khối lăng trụ
tam giác xen kẽ
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
18
3.3. Mạng lục giác xếp chặt
6 nguyên tử ở mỗi mặt
cùng tiếp xúc với
nguyên tử ở tâm mặt
và từng 2 nguyên tử
tiếp xúc nhau
3 nguyên tử ở tâm lọt
vào khe lõm của 7
nguyên tử mặt và
chúng cùng tiếp xúc
nhau
Zn, Co, Ti, Mg, Cd …
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
19
4. CÁC TÍNH CHẤT CỦA MTT
4.1. Thông số mạng
Thông số mạng là kích
thước cơ bản của MTT
Mạng lptt: a
khoảng
cách tâm 2 nguyên tử
gần nhau nhất:
d= a 3/2;
bán kính nguyên tử:
r= a 3/4
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
20
4.1. Thông số mạng
Mạng lpdt: a
khoảng
cách tâm 2 nguyên tử gần
nhau nhất:
d= a 2/2;
bán kính nguyên tử:
r= a 2/4
Mạng lgxc: a, c
c/a= (8/3)0,5 1,633
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
21
4.2. Mật độ nguyên tử
Xem nguyên tử như những
quả cầu
MTT luôn có
khoảng trống
Để đánh giá mức độ sít
chặt
Mật độ nguyên tử
theo đường, mặt và mật độ
mạng
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
22
4.2. Mật độ nguyên tử
Theo phương:
Ml= l/L
Theo mặt:
Ms= s/S
Theo mạng tinh thể:
Mv= v/V
Trong đó:
l, s, v – chiều dài, diện tích, thể tích bị
chiếm chỗ bởi nguyên tử, ion
L, S, V – tổng chiều dài, diện tích, thể tích
đang xét trong tinh thể
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
23
4.2. Mật độ nguyên tử
Mật độ nguyên tử
Mật độ mạng MV:
theo mặt MS:
MV= n.4/3. r3/V
MS= nS. r2/S
n – số nguyên tử
nS – số nguyên tử trên
trong một khối cơ bản
một mặt
V – thể tích khối cơ
r – bán kính nguyên tử
bản
S – diện tích của mặt
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
24
4.3. Lỗ rỗng trong MTT
Mạng lptt:
- khối tám mặt:
0,154 d; 6 lỗ
- khối bốn mặt:
0,221 d; 12 lỗ
Mạng lpdt:
- khối tám mặt:
0,41 d; 4 lỗ
- khối bốn mặt:
0,225 d; 8 lỗ
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
25
