MBM 304 MBM 304

KRKRİİSTAL KSTAL KİİMYASIMYASI

DoDoçç. Dr. Sedat ALKOY. Dr. Sedat ALKOY

MBM 304 Kristal Kimyası 1. Hafta Dr. Sedat ALKOY

Ders Planı1) Kimyasal elementler ve mineraller.

Kayatuzu (NaCl) , Florit (CaF2)2) Kimyasal bağlar. Sertlik, Tm ve Tb.

Elmas , Zincblende , Würtzit3) Kristal sistemleri. Teorik yoğunluk.

Metal yapıları (BK , HMK , YMK)4) Miller indisleri. Kristal morfolojisi.

Buz , polimerler5) Mekanik özellikler. Yüzey özellikleri.

Rutil , Grafit , Bor Nitrür6) Simetri. Neumann Prensibi. Tensörler.

Brucite , Korundum7) İyonik yarıçap ilişkileri. Pauling Prensipleri

Silikatların sınıflandırılması8) Zachariasen Kuralları ve Silikatlar.

Kaolin , Mika9) Faz diyagramları. Katı eriyikler.

Silika fazları , Nephelin10) Faz dönüşümleri

Feldspar , Beril11) Isıl özellikler

Kalsit , Perovskit12) Difüzyon. İyonik iletkenlik. Optik özellikler

Spinel , β-Alümina13) Renk. Floresans. Dielektrikler ve Ferroelektrikler

Kurşun oksit , Boraks , Silisyum Nitrür

Dersin AmacıMühendislik malzemelerinin elde edilmesinde kullanılan

hammaddelerin mineral isimleri ve kimyasal formüllerini tanıtmak

Kristalin ve kristalin olmayan mühendislik malzemelerinin atomik yapısını tanıtmak.

Seramik, metal ve polimerlerin atomik modellerini göstermek

Kristal kimyasının (bağ uzunlukları, bağ kuvvetleri, koordinasyon, kristal simetrisi) temellerini oluşturmak.

Yapı-özellik ilişkilerini incelemek. Yapının elektriksel, ısıl, kimyasal, mekanik, optik ve manyetik özelliklerle ilişkisini vermek.

Ticari ürünlerin geliştirilmesinde ve üretiminde bu ilişkileri bilmenin önemini kavratmak

Dersin İşlenişi ve DeğerlendirmeHer hafta konu anlatımı ve 1-2 kristal yapıHer hafta bir QuizVizeFinal

Ders NotlarıDers notları Pennsylvania State University (ABD) Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümünde Prof. Robert E. Newnham’ın lisans seviyesinde okuttuğu MatSE 400 Crystal Chemistry dersinin notları temel alınarak hazırlanmış ve Prof. Newnham’ın asetatları kullanılmıştır. Notlar Prof. Newnham veya Dr. Alkoy’un izni olmaksızın elektronik ortamda dağıtılamaz veya kullanılamaz.

1

Periyodik Tablo

YerkYerküürede en yaygrede en yaygıın bulunan elementler!n bulunan elementler!

MBM 304 Kristal Kimyası 1. Hafta Dr. Sedat ALKOY 2

MBM 304 Kristal Kimyası 1. Hafta Dr. Sedat ALKOY 3

MBM 304 Kristal Kimyası 1. Hafta Dr. Sedat ALKOY 4

Mineral Adı = HaliteKristal Yapı = Kübik

a= 5,638ÅSimetri = Fm3mZ= 4Koordinasyon = Oktahedral (6)Morfoloji = Kübik {100}Klivaj = Kübik {100}Yoğunluk (ρ)= 2,16 g/cm3

Sertlik (H)= 2,5Kırınım İndisi (η)= 1,54İsomorfları =Sylvine (KCl), Magnezya (MgO), Kireç taşı (CaO), Wüstite (FeO), Galena (PbS)

Mineral Adı = HaliteKristal Yapı = Kübik

a= 5,638ÅSimetri = Fm3mZ= 4Koordinasyon = Oktahedral (6)Morfoloji = Kübik {100}Klivaj = Kübik {100}Yoğunluk (ρ)= 2,16 g/cm3

Sertlik (H)= 2,5Kırınım İndisi (η)= 1,54İsomorfları =Sylvine (KCl), Magnezya (MgO), Kireç taşı (CaO), Wüstite (FeO), Galena (PbS)

KayatuzuKayatuzu –– NaClNaCl

Koordinasyon sayısı: Komşu atomların dizilimini, bir atomun kaç komşu atom ile bağ yaptığını ifade eder.Tetrahedral koordinasyon = 4 atom bağıOktahedral koordinasyon = 6 atom bağıKübik koordinasyon = 8 atom bağı

Koordinasyon sayısı: Komşu atomların dizilimini, bir atomun kaç komşu atom ile bağ yaptığını ifade eder.Tetrahedral koordinasyon = 4 atom bağıOktahedral koordinasyon = 6 atom bağıKübik koordinasyon = 8 atom bağı

Klivaj Düzlemi: Kristallerin tercihli olarak kırıldıkları atom düzlemleridir. Genellikle en az sayıda atom bağı kırılarak açığa çıkan ve en yoğun atom paketlenmesine sahip düzlemler.

Klivaj Düzlemi: Kristallerin tercihli olarak kırıldıkları atom düzlemleridir. Genellikle en az sayıda atom bağı kırılarak açığa çıkan ve en yoğun atom paketlenmesine sahip düzlemler.

•Her iki atomda kendi içerisinde yüzey merkezli kübik yapıya sahiptir.•Kaya tuzu X-ışınları yardımıyla incelenen ilk kristalin malzemedir. •Bu inceleme sonucunda inorganik malzemelerin atom gruplarından oluşan moleküler bir yapıya sahip olmadığıanlaşılmıştır.

MBM 304 Kristal Kimyası 1. Hafta Dr. Sedat ALKOY 5

Mineral Adı = FluoriteKristal Yapı = Kübik

a= 5,46ÅSimetri = Fm3mZ= 4Koordinasyon =Ca - kübik (8)

F - tetrahedral (4)Morfoloji =Oktahedral {111} ve

Kübik {100}Klivaj = Oktahedral {111}Yoğunluk (ρ)= 3,18 g/cm3

Sertlik (H)=4Kırınım İndisi (η)=1,43İsomorfları =Zirkonya (ZrO2), Uranya (UO2), Torya (ThO2), Lithiya - Antiflorür (OLi2)

Mineral Adı = FluoriteKristal Yapı = Kübik

a= 5,46ÅSimetri = Fm3mZ= 4Koordinasyon =Ca - kübik (8)

F - tetrahedral (4)Morfoloji =Oktahedral {111} ve

Kübik {100}Klivaj = Oktahedral {111}Yoğunluk (ρ)= 3,18 g/cm3

Sertlik (H)=4Kırınım İndisi (η)=1,43İsomorfları =Zirkonya (ZrO2), Uranya (UO2), Torya (ThO2), Lithiya - Antiflorür (OLi2)

Kalsiyum Kalsiyum FlorFlorüürr –– CaFCaF22

Morfoloji: Büyüyen kristallerin kendiliğinden aldıklarıüç boyutlu şekil ve karakteristik yüzeyler.

Morfoloji: Büyüyen kristallerin kendiliğinden aldıklarıüç boyutlu şekil ve karakteristik yüzeyler.

Fm3mF = face centered (yüzey merkezli)m = kübün kenarlarına dik ayna düzlemleri3 = hacim köşegenine paralel 3’lü (120º) dönüşm = yüzey köşegenlerine dik ayna düzlemleri

Fm3mF = face centered (yüzey merkezli)m = kübün kenarlarına dik ayna düzlemleri3 = hacim köşegenine paralel 3’lü (120º) dönüşm = yüzey köşegenlerine dik ayna düzlemleri

•Yapısı X-ışınları yardımıyla 1914 yılında Bragg tarafından incelenmiştir. •AB2 yapısına sahip bileşiklerin alabileceği en basit kristal yapıdır.•Antiflorür yapısında kristal yapı içerisinde anyon ve katyonların konumları yer değiştirmiştir

Ca

F

MBM 304 Kristal Kimyası 1. Hafta Dr. Sedat ALKOY 6