close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Лекция 1 - X

код для вставкиСкачать
Кристаллохимия и
рентгеноструктурный анализ
функциональных материалов
О чем идет речь?
Кристаллохимия –
наука об атомном
строении кристаллов
и его влиянии на
физико-химические
свойства
кристаллических
веществ
Строение кристаллов
Методы исследования
структуры и свойств
кристаллов
Межмолекулярные
взаимодействия в
кристаллах
Физико-химические
процессы
протекающие в
кристаллах
Основная задача – усвоить
основные понятия о:
Принципах устройства кристаллов
Методах исследования структуры кристаллов
Строении кристаллов основных классов химических
веществ
Физических и химических процессах протекающих
в кристаллах
Характере и основных закономерностях
межмолекулярных взаимодействий в кристаллах
Распределении электронной плотности и природе
химических связей в кристаллах
Инженерии кристаллов (построении кристаллов с
заданной структурой)
Рекомендованная литература
В. С. Урусов. Теоретическая кристаллохимия. Изд. МГУ.-1987.
М. П. Шаскольская. Кристаллография. –М.: Высшая школа, 1976.
Л. А. Асланов, Е. Н. Треушников. Щсновы теории дифракции
рентгеновских лучей. Изд. МГУ, 1985.
Ю. И. Сиротин, М. П. Шаскольская. Основы кристаллофизики. М.:
Наука, 1975.
J. D. Wright. Molecular crystals. Cambridge University Press, 1995.-221 p.
Молекулярные структуры. Прецизионные методы исследования. Под
ред. А. Доменикано, И. Харгиттаи.- М.: Мир, 1997.
Г. Б. Бокий. Кристаллохимия. – М.: Наука, 1971.
М. А. Порай-Кошиц. Основы структурного анализа химических
соединений. – М.: Высшая школа, 1989.
B. Moulton, M. J. Zaworotko. From Molecules to Crystal Engineering:
Supramolecular Isomerism and Polymorphism in Network Solids // Chem.
Rev., 2001, v.101, p.1629-1658.
T. S. Koritsanszky, P. Coppens. Chemical applications of X-ray chargedensity analysis. // Chem. Rev., 2001, v.101, p.1583-1627.
Особенности курса
Отсутствие учебной литературы по
основным разделам курса
Необходимость самостоятельной
работы с основами кристаллохимии
и кристаллографии
Отсутствие учебной литературы по
практическим занятиям
Возможность «пощупать руками»
основные положения курса
Путь к успеху (оценка автомат)
Контрольные
работы
Практические
работы
Положительные
оценки
Дифференцированный
зачет
Оценка-автомат
Путь к успеху (альтернативы)
Контрольные
работы
Практические
работы
Положительные
оценки
Дифференцированный
зачет
Положительная
оценка
Сдача зачета
Шара!!!???
Во всех случаях при написании
контрольных или сдаче зачета
РАЗРЕШАЕТСЯ ПОЛЬЗОВАТЬСЯ
ЛЮБЫМИ ИСТОЧНИКАМИ (КНИГИ,
КОНСПЕКТЫ, КОНСУЛЬТАЦИЯ
СОСЕДА)
Или глубокое заблуждение
?????????
Основное требование –
ПОНИМАНИЕ МАТЕРИАЛА, А НЕ ЕГО
ЗАПОМИНАНИЕ!!!!!!
Лекция 1: Основные понятия
кристаллохимии
Периодичность как основа
строения кристаллов
Периодичность
Характерные структуры
полимеры
*
Одномерная – 1D
H 2C
*
Жидкие
кристаллы
Двумерная – 2D
кристаллы
Трехмерная – 3D
C
H2
n
Принцип макроскопической
однородности
Идеальный кристалл любого
размера состоит из абсолютно
идентичных элементов объема
(элементарных ячеек)
периодически повторяющихся во
всех направлениях.
Знание строения одной
элементарной ячейки позволяет
знать строение всего кристалла
Реальные кристаллы: моно- и
поликристаллы
Мозаичное строение кристалла: домены средние размеры:
~100-1000 нм границы доменов: сетка дислокаций
Дислокации и домены
в стальной пластинке
Симметрия кристаллов
Идеальный кристалл – это бесконечная
периодическая структура, т.е. «фигура»,
составленная из атомов
Как любая геометрическая фигура,
кристалл обладает симметрией
По сравнению с молекулами, у
кристаллов очень высокая
симметрия
Симметрией определяются очень
многие свойства кристаллов
Закрытые операции симметрии
Фигура симметрична, если существуют преобразования,
переводящие ее в саму себя Такие преобразования называются
операциями симметрии
Закрытые операции симметрии
Матричное представление
операций симметрии
Матричное представление
операций симметрии
Матричное представление
операций симметрии
Точечные группы симметрии
Точечные группы симметрии
Открытые операции симметрии
Основа кристалла – трехмерная
периодичность, т.е. повторение
элементарных ячеек через
трансляции
Открытые операции симметрии
Открытые операции симметрии
Поворотная
ось
Плоскость
симметрии
Т
Р
А
Н
С
Л
Я
Ц
И
я
Винтовая
ось
Плоскость
Скользящего
отражения
Взаимодействие элементов
симметрии
Сингонии кристаллов
Классификация по параметрам ячейки
(a, b, c, α, β, γ)
Триклинная
a≠b≠c,α≠β≠γ
Моноклинная
a ≠ b ≠ c , α=γ=90°, β ≠
90°
Ромбическая
a ≠ b ≠ c , α = β = γ = 90°
Тетрагональная a = b ≠ c , α = β = γ = 90°
Гексагональная a = b ≠ c , α = β = 120°
Тригональная
a=b=c,α=β=γ
Кубическая
a = b = c , α = β = γ = 90°
Решетки Бравэ
Обозначение
Название
Р
Примитивная
A,B,C
Базоцентрированная
I
Объемноцентрированная
F
Гранецентрированная
Пространственные группы
симметрии
Симметрически независимая
часть элементарной ячейки
Симметрически независимая
часть элементарной ячейки
Элементарная ячейка кристалла
F
N
H 3C
N
CH3
Пространственная
Группа: P 1
Общие и частные положения в
кристалле
Общее положение
Частное положение
Общие и частные положения в
кристалле
S
S
S
S
F
F
NC
CN
NC
CN
F
F
Пространственная
группа P2/m, Z=2
Особенности координатных
систем кристаллов
Косоугольность (в отличие от
декартовой системы координат)
Использование дробных координат:
x/a, y/b, z/c
Необходимость перевода в
декартову систему координат для
расчета геометрических параметров
молекул и кристаллов
Энциклопедия симметрии
кристаллов
International Tables for
Crystallography. Volume A
Соотношение между симметрией
молекул и кристаллов
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Точечная
Группа:
D6h
Геометрические характеристики
молекул и кристаллов
Длины связей, валентные, торсионные углы, невалентные
расстояния
Геометрические характеристики
молекул и кристаллов
Среднеквадратичные плоскости
и расстояния до них
Углы между
среднеквадратичными
плоскостями
Вандерваальсовы радиусы атомов
Точки, в которых притяжение и отталкивание атомов равны
друг другу (энергия взаимодействия равна нулю.
Вандерваальсовы радиусы
RA
RB
RAB>RA+RB притяжение между атомами
RAB
RB
RA
RAB
RAB<RA+RB отталкивание между атомами
Укороченные межатомные контакты
Вандерваальсовы радиусы
Система вандерваальсовых радиусов Зефирова-Зоркого
Атом
Радиус, Å
H
1.17
C
1.71
N
1.50
O
1.29
S
1.84
F
1.40
Cl
1.90
Br
1.97
I
2.15
Нормальные контакты
H…C 2.98 Å
C…N 3.38 Å
Укороченные контакты
H…C 2.71 Å
C…N 3.17 Å
Координационные числа и
координационные полиэдры
Принцип плотнейшей упаковки
Документ
Категория
Презентации по физике
Просмотров
16
Размер файла
2 518 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа