VẬT LIỆU HỌC
VẬT LIỆU HỌC
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
1
1
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
Chương 3
Chương 3
Cấu trúc của vật liệu vô cơ
Cấu trúc của vật liệu vô cơ
3.1.Β ν χη τ & Πην λο ιả ấ ạ
3.1.Β ν χη τ & Πην λο ιả ấ ạ
3.2.Λιν κ τ νγυψν τ ế ử
3.2.Λιν κ τ νγυψν τ ế ử
3.3.
3.3.
Χ υ τρχ χ
Χ υ τρχ χ
α ϖ τ λι υ ủ ậ ệ
α ϖ τ λι υ ủ ậ ệ
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
2
2
3.1.Bản chất & Phân loại
3.1.Bản chất & Phân loại



Τηυ τινηỷ
Τηυ τινηỷ: ΣιΟ
: ΣιΟ
2
2
−ΧαΟ−Να
−ΧαΟ−Να
2
2
Ο
Ο

Ξιµ νγ ă
Ξιµ νγ ă
: ΧαΟ−ΣιΟ
: ΧαΟ−ΣιΟ
2
2
−Αλ
−Αλ
2
2
Ο

Γ µ ϖ◊ ς τ λι υ χη υ λ αố ậ ệ ị ử
Γ µ ϖ◊ ς τ λι υ χη υ λ αố ậ ệ ị ử

Τηυ τινη ϖ◊ Γ µ τη ψ τινη
Τηυ τινη ϖ◊ Γ µ τη ψ τινη

Ξιµ νγ ϖ◊ Βτνγ
Ξιµ νγ ϖ◊ Βτνγ
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
4
4
3.2.Liên kết nguyên tử
3.2.Liên kết nguyên tử


ς.ϖ χ =
ς.ϖ χ =
Νγτ ΚΛ + Νγτ 〈 κιµ=>

κλ

≠
≠χ
χ
ακιµ
ακιµ


ι ν τ η⌠α τρ ε χ α κ.λο ι “ ”Đ ệ ử ị ủ ạ
ι ν τ η⌠α τρ ε χ α κ.λο ι “ ”Đ ệ ử ị ủ ạ


δ χη χηυψ ν ϖ πηα ℑ κιµ ị ể ề
δ χη χηυψ ν ϖ πηα ℑ κιµ ị ể ề
=>Λιν κ τ ιον
=>Λιν κ τ ιον
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
5
5




Σι
Σι
4+
4+
, Ο
, Ο
2−
2−=>
=>
Λιν κ τ ιον
Λιν κ τ ιον
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
6
6
1S
2
2P
6
3S

)
4-
)
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
8
8
•
Mỗi ion Si
4+
bao quanh bởi 4 ion O
2-
=>
Tứ diện tam giác đều (SiO
4
)
4-
( Đa diện phối trí
(SiO
4
)
4-
)
•
µ β ο τρυνγ η∫α ϖ ι ν : Μ ι ιον ΟĐể đả ả ề đ ệ ỗ
µ β ο τρυνγ η∫α ϖ ι ν : Μ ι ιον ΟĐể đả ả ề đ ệ ỗ
2−
2−

K-O
90
90
Al-O
Al-O
60
60
Mg-O
Mg-O
80
80
B-O
B-O
45
45
Zr-O
Zr-O
67
67
Si-O
Si-O
40
40
Ti-O
Ti-O
63
63
C-O
C-O
22Χ υ τρχ = φ (Λιν κ τ ιον, Λιν κ τ χ νγ η⌠α τρ )ấ ế ế ộ ị
Χ υ τρχ = φ (Λιν κ τ ιον, Λιν κ τ χ νγ η⌠α τρ )ấ ế ế ộ ị

Λιν κ τ η⌠α η χ ế ọ
Λιν κ τ η⌠α η χ ế ọ


Τ σ ỷ ố
Τ σ ỷ ốς
ς
Σ
Σ
(
(
ε−χηο χ α χατιον) =
ε−χηο χ α χατιον) =
Σ
Σ
(
(
ε−νη ν χ α ανιον)
ε−νη ν χ α ανιον)
=>

:

Λιν κ τ ιον:
Λιν κ τ ιον:

Σ π ξ π χ〈χ ιον ???ắ ế
Σ π ξ π χ〈χ ιον ???ắ ế


Χ〈χ ιον ητ νηαυ τηεο µ ι η  νγ
Χ〈χ ιον ητ νηαυ τηεο µ ι η  νγ



τ ξ π χη τ & τνη ι ξ νγ χαο Đạ độ ế ặ đố ứ

3+
0.053
0.053
Mg
Mg
2+
0.072
0.072
Br
Br
-
0.196
0.196
Ba
Ba
2+
0.136
0.136
Mn
Mn
2+
0.067
0.067
Cl
Cl
-
0.181
0.181
Ca
Ca

2+
0.077
0.077
Si
Si
4+
0.040
0.040
O
O
2-
0.140
0.140
Fe
Fe
3+
0.069
0.069
Ti
Ti
4+
0.061
0.061
S
S
2-0.184
0.184

Μ νγ τινη τη χ α ανιονạ ể ủ
Ντ µ νγ : Ιον (−)
Ντ µ νγ : Ιον (−)
Λ η νγ : Ιον (+) ỗ ổ
Λ η νγ : Ιον (+) ỗ ổ
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
15
15

Số phối trí n:
Số phối trí n:
số aniom xếp bao quanh cation
số aniom xếp bao quanh cation
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
16
16

Kiểu mạng tinh thể & Số phối trí = f(r
Kiểu mạng tinh thể & Số phối trí = f(r
+
+

)
)

n = 3
n = 3

2
3
30cos
AO
AP
0
==
2
3
=
+
+−
−
rr
r
)(
2
3
+−−
+= rrr )1(
2

Tam giác EFH
Tam giác EFH
(1)
(1)

Kiểu mạng tinh thể & Số phối trí = f(r
Kiểu mạng tinh thể & Số phối trí = f(r
+
+
/r
/r
-
-
)
)
( )
222
2
2
2
22
2






=
(2)
(2)
Thay (2) vào (1) :
/ : 2
/ : 2/ : r
/ : r
-
-
225.0>
−
+
r
r
( )
+−
+== rr
a
BH 23
2
( )
+−
+= rra
3






=+=
aaaa
FHBFBH
( )
2
2
3
4
2
+−−
+≤ rrr
( )
+−−
+≤ rrr
3
2








+≤

n = 6 : Xét tam giác AEC :
(1)
(1)
Khi 2 ion trái dấu tiếp xúc
Khi 2 ion trái dấu tiếp xúc
(2)
(2)
( ) ( ) ( )
222
ECAEAC +≤
( )
222
2
2
2
22
2






=







+−
2
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
21
21
Thay (2) vào (1) ta có :
/ :2r
-
Kiểu mạng tinh thể & Số phối trí = f(r
Kiểu mạng tinh thể & Số phối trí = f(r
+
+
/r
/r
-
-
)
)

+
r
r
1
2
2
−≥
−
+
r
r
414.0≥
−
+
r
r
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
22
22

n = 8

+≤ rrr
3
2
2
( )
+−−
+≤ rrr
3
1









+≤
−
+
r
r
1
3
1
1
13 −≥
−
+

Số P.trí
2
2
3
3
4
4
6
6
8
8
Dạng
Dạng
Phân bố
Phân bố
ion
ion
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
23
23

Kiểu mạng tinh thể & Số phối trí :
Kiểu mạng tinh thể & Số phối trí :phụ thuộc
phụ thuộc

Cấu trúc MX
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
24
24
NaCl: Rc= 0.102nm
Ra = 0.181 nm
Tỷ số Rc/Ra= 0.564
Số sắp xếp ?
Dạng cấu trúc (dạng phân bố)?
ROCK SALT STRUCTURE
(other solids with rock salt structure: MgO, MnS, LiF, FeO…)
Tỷ số Cation/Anion = 1/1
•Cấu trúc MX
Cấu trúc MX
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
25
25
ZnS: Rc = 0.074nm
Ra= 0.184 nm
Rc/Ra = 0.402
Số sắp xếp # = 4