stările de agregare ale substanţelor

Upload: condecuse

Post on 04-Apr-2018

323 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

  • 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=