Vật lý phân tử và nhiệt học - Chương 9

CHẤT RẮN KẾT TINH9.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ CHẤT RẮN9.1.1 Chất rắn kết tinh 9.1.1.1 Tinh thể Đa phần chất rắn kết tinh có cấu tạo tinh thể, các hạt cấu thành luôn có khuynh hướng chiếm vị trí bền vững ( khoảng cách 2 phân tử r ≈ ro) từ đó các hạt được sắp xếp trong không gian theo 1 cấu trúc hình học nhất định bền vững, hình thành nên tinh thể Ví dụ: Tinh thể muối: dạng lập phương, + ion Na và Cl- liên kết chặt chẽ nhau. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật lý phân tử và nhiệt học - Chương 9 - Trang 139 - CHƯƠNG IX : CHẤT RẮN KẾT TINH9.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ CHẤT RẮN 9.1.1 Chất rắn kết tinh 9.1.1.1 Tinh thể Đa phần chất rắn kết tinh có cấu tạo tinh thể, các hạt cấu thành luôn cókhuynh hướng chiếm vị trí bền vững ( khoảng cách 2 phân tử r ≈ ro) từ đó các hạt đượcsắp xếp trong không gian theo 1 cấu trúc hình học nhất định bền vững, hình thành nêntinh thể Ví dụ: Tinh thể muối: dạng lập phương,ion Na và Cl- liên kết chặt chẽ nhau. + Hçnh 9.1.1.2 Tính dị hướng của tinh thể 9.1 Trong tinh thể tính chất vật lý theo những phương khác nhau là khác nhau,người ta gọi đó là tính dị hướng. Ví dụ : Tinh thể than chì (Graphit ) có cấu tạo theo lớp, nếu tách than chì theolớp thì rất dễ nhưng tách theo mặt vuông góc với lớp thì rất khó. Tính dẫn điện, dẫn nhiệt, khúc xạ ánh sáng...theo các hướng khác nhau cũngkhác nhau; tất cả các tinh thể là dị hướng. 9.1.1.3 Phân loại - Chất rắn đơn tinh thể là loại chất rắn cấu thành bởi 1 loại tinh thể. Ví dụ: - Muối ăn: cục muối được tạo thành bởi tinh thể muối nhỏ có dạng lậpphương. - Chất rắn đa tinh thể là loại chất rắn được cấu thành bởi nhiều loại tinh thểkhác nhau liên kết hỗn hợp lại mà thành. Do tính liên kết hỗn độn mà chất rắn đa tinhthể không có tính dị hướng, tính dị hướng của các tinh thể con bù trừ lẫn nhau làm vậtrắn đa tinh thể có tính đẳng hướng; do đó nó có nhiệt độ nóng chảy nhất định, tính dẫnnhiệt, dẫn điện, giản nở... giống nhau theo mọi phương. 9.1.2 Chất rắn vô định hình Chất rắn vô định hình không có cấu trúc tinh thể; các hạt tạo thành phân bố hỗnđộn bên trong khối chất. Thực tế, ở trật tự gần (trong một phạm vi nhỏ ) các hạt cũng được phân bố theomột trật tự nào đó, nhưng trật tự nầy không lan rộng khi xét trong phạm vi lớn, toàn bộkhối chất. Ví dụ: Thủy tinh, nhựa thông...là loại chất rắn vô định hình. - Trang 140 - + Đặc điểm : - Các tính chất vật lý của chất rắn vô định hình như tính dẫn điện, dẫn nhiệt, độbền... là giống nhau theo mọi phương, từ đó vật rắn vô định hình có tính đẳng hướng. - Vật rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định, trong quá trìnhnóng chảy nhiệt độ biến đổi liên tục. - Khi bẻ gảy 1 vật rắn vô định hình thì vết gảy trơn, rìa sắc cạnh, điều nầy hoàntoàn khác với vật rắn kết tinh. - Dạng vô định hình của chất rắn kém bền vì thế năng tương tác phân tử lớn hơnthế năng tương tác ở dạng tinh thể nên nếu để lâu thì chất vô định hình có thể chuyểnsang dạng tinh thể. 9.1.3 Tinh thể lỏng Một số chất lỏng (hữu cơ) có tính chảy của chất lỏng, nhưng lại có tính lưỡngchiết của tinh thể, nên được gọi là tinh thể lỏng. + Đặc điểm: - Về mặt cấu trúc: tinh thể lỏng vừa giống chất rắn ở trật tự gần, vừa giốngchất lỏng ở trật tự xa. - Tinh thể lỏng chỉ tồn tại ở một nhiệt độ nhất định. Khi nung nóng nó chảythành chất lỏng; khi làm lạnh thì nó trở lại dạng tinh thể. Ví dụ: các mô sống, xà phòngtan trong nước: là những tinh thể lỏng. - Ở nhiệt độ, áp suất khác nhau; tinh thể lỏng có tính chất vật lý khác nhau - Tùy theo cấu trúc tinh thể (dạng sợi, dạng lớp, dạng xoắn ốc) người ta phântinh thể lỏng thành những loại khác nhau: Nêmatic, Smectic hoặc Cholextêric...9.2 CẤU TRÚC TINH THỂ 9.2.1 Những loại mạng tinh thể 9.2.1.1 Các đặc trưng chung của mạng tinh thể Về mặt hình học có thể coi tinh thể là một đa diện: một hình khối giới hạn bởicác mặt bờ. + Mạng tinh thể: Do liên kết phân tử giữa các hạt bên trong tinh thể được phânbố theo một trật tự nhất định, tuần hoàn theo cả 3 chiều trong không gian tạo thànhmạng tinh thể chất rắn. + Các định nghĩa khác: - Nút mạng: các hạt hình thành tinh thể nằm ở nút mạng - Hàng mạng: nút mạng nằm trên một đường thẳng gọi là hàng mạng - Mặt mạng: các nút mạng nằm trên một mặt phẳng gọi là mặt mạng - Trang 141 - - Ô mạng: các mặt mạng chia cắt không gianthành những khối nhỏ giống hệt được gọi làô mạng - Ô mạng cơ sở: ô mạng nhỏ nhất phản ánhđược cấu trúc toàn bộ mạng được gọi là ômạng cơ sở. .a c : ba vectơ cơ sở. , , b . Độ dài a, b, c : các chu kỳ mạng . Các góc α , β , γ giữa các cặp vectơ Hçnh 9.2cơ sở : hằng số mạng. Có thể tạo nên mạng tinh thể bằng cách dịch chuyển ô mạng cơ sở dọc theo 3phương với khoảng dịch ...