Разделы презентаций


Атомистическая теория презентация, доклад

Содержание

Термодинамическое обоснование нестехиометрииДопустим, что кристалл стехиометрический.Кристалл АВ частично диссоциирует в твердой фазе ABs=As+Bs KAB=XAXB/XABТак как диссоциация очень слабая, то XAB≅1Между компонентами твердого раствора и паровой фазой устанавливаются равновесияAs=Av KA=PA/XA

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1 Атомистическая теория
Закон постоянства состава – где бы

химическое соединение не было получено его состав и свойства одинаковы
Закон

кратных отношений- в химических соединениях массы образующих их элементов соотносятся между собой как простые целые числа
Закон эквивалентов – элементы соединяются между собой в определенных массовых количествах, всегда соответствующих их эквивалентам
Атомистическая теорияЗакон постоянства состава – где бы химическое соединение не было получено его состав

Слайд 2 Термодинамическое обоснование нестехиометрии
Допустим, что кристалл стехиометрический.
Кристалл АВ

частично диссоциирует в твердой фазе
ABs=As+Bs KAB=XAXB/XAB
Так как диссоциация очень слабая,

то XAB≅1
Между компонентами твердого раствора и паровой фазой устанавливаются равновесия
As=Av KA=PA/XA ⇒ XA=(1/KA) PA
Bs=Bv KB=PB/XB ⇒ XB=(1/KB) PB
KA и KB – константы распределения нестехиометрических компонентов между паровой и твердой фазами
В общем случае KA ≠ KB , а в стехиометрическом кристалле при PA=PB
XA ≠ XB

Термодинамическое обоснование нестехиометрииДопустим, что кристалл стехиометрический.Кристалл АВ частично диссоциирует в твердой фазе ABs=As+Bs	KAB=XAXB/XABТак как

Слайд 3 Стехиометрия
выполнение закона кратных отношений в кристаллических фазах

химических соединений

Na1,00000…Cl1,00000

Mg1,00000…Si1,00000…O4,00000……

Стехиометриявыполнение закона кратных отношений в кристаллических фазах химических соединенийNa1,00000…Cl1,00000Mg1,00000…Si1,00000…O4,00000……

Слайд 4Нестехиометрия
свойство несовпадения реального состава кристаллического химического соединения с идеальным

составом
явление, описывающее процесс нарушения стехиометрии

Нестехиометрия свойство несовпадения реального состава кристаллического химического соединения с идеальным составом явление, описывающее процесс нарушения стехиометрии

Слайд 5Способы выражения нестехиометрии
Для кристалла AkBm по результатам химического анализа нестехиометрию

выражают следующей записью

Способы выражения нестехиометрииДля кристалла AkBm по результатам химического анализа нестехиометрию выражают следующей записью

Слайд 6Способы выражения нестехиометрии
xAизб.- концентрация избыточного (относительно стехиометрии) компонента в соединении

AmBk единица измерения – моль избыточного компонента А/ моль несетхиометрического соединения

AmBk

Учитывая, что nAизб.<

Способы выражения нестехиометрииxAизб.- концентрация избыточного (относительно стехиометрии) компонента в соединении AmBk единица измерения – моль избыточного компонента

Слайд 7Способы выражения нестехиометрии AxBy(Vi)z
ρ - плотность кристалла, NA – число

Авогадро, М – молекулярный вес молекулы AxBy

Способы выражения нестехиометрии AxBy(Vi)zρ - плотность кристалла, NA – число Авогадро, М – молекулярный вес молекулы AxBy

Слайд 8Нестехиометрия
Молекулярные или немолекулярные кристаллы?
Нестехиометрическая фаза – твердый раствор избыточного компонента

А в идеальном кристалле АВ.
Величина нарушения стехиометрии зависит от

степени диссоциации молекул в сосуществующей с кристаллом фазе – «кристалл-пар», «кристалл-расплав»
НестехиометрияМолекулярные или немолекулярные кристаллы? Нестехиометрическая фаза – твердый раствор избыточного компонента А в идеальном кристалле АВ.

Слайд 9Нестехиометрические фазы
Химические соединения
Твердые растворы внедрения
Соединения включения – клатраты, интеркалаты

Нестехиометрические фазыХимические соединения Твердые растворы внедрения Соединения включения – клатраты, интеркалаты

Слайд 10Клатраты
Молекулярный кристалл – «хозяин» - имеет в своей структуре большие

полости.
Чужеродная молекула или атом – «гость» - встраивается в эти

пустоты и удерживается ван-дер-ваальсовскими силами.


Решетчатые клатраты, молекулярные клатраты, если «хозяин» -белковая молекула, то - клатрин

Метан во льду

КлатратыМолекулярный кристалл – «хозяин» - имеет в своей структуре большие полости.Чужеродная молекула или атом – «гость» -

Слайд 11Интеркалаты
Интеркалаты - -клатраты со слоистой структурой «хозяина», когда между слоями

встраиваются молекулы «гостя»

ИнтеркалатыИнтеркалаты - -клатраты со слоистой структурой «хозяина», когда между слоями встраиваются молекулы «гостя»

Слайд 12 Квазихимический метод описания процессов образования

дефектов
Кристалл состоит из структурных элементов (частиц в узлах и междоузлиях

решетки, вакансий в узлах, ассоциатов частиц и т.п.)
В реакциях образования дефектов принимают участие квазичастицы – электроны и «дырки»
Реакции образования дефектов записываются по правилам написания химических реакций
Закон сохранения массы
Закон сохранения заряда
Принцип постоянства отношения числа разносортных узлов кристаллической решетки
Квазихимический метод описания    процессов образования дефектовКристалл состоит из структурных элементов (частиц

Слайд 13Принцип постоянства числа узлов
Отношение числа кристаллографических узлов разного

сорта в решетке данного соединения всегда постоянно независимо от реального

состава вещества










































NA/NB=const






Принцип постоянства числа узлов  Отношение числа кристаллографических узлов разного сорта в решетке данного соединения всегда постоянно

Слайд 14Квазихимическая реакция (закон действия масс)
Квазихимическая реакция – реакция, в

которой структурные единицы кристалла ведут себя как химические компоненты
АВS+AV=VB+A1+δBS

Согласно закону действующих масс




Квазихимическая реакция (закон действия масс)  Квазихимическая реакция – реакция, в которой структурные единицы кристалла ведут себя

Слайд 15 С учетом

квазихимическую реакцию можно записать
AV=VB

Квазихимическая реакция (принцип постоянства числа узлов)

Однако, соблюдение принципа постоянства отношения числа узлов различного сорта требует, чтобы к противовес каждой вакансии в подрешетке В образовался соответствующий узел в подрешетке А
AV=VB+AA

С учетом

Слайд 16Закон сохранения заряда (принцип электронейтральности кристалла)
Рассмотрим ионный кристалл A+B- при растворении

в нем атома А

В действительности кристалл электрически нейтрален

Закон сохранения заряда (принцип электронейтральности кристалла)Рассмотрим ионный кристалл A+B- при растворении в нем атома АВ действительности кристалл

Слайд 17Эффективный заряд
Эффективный заряд – разность между реальным зарядом структурного дефекта

и зарядом структурной единицы в идеальном кристалле
× -

нейтральный эффективный заряд
’- отрицательный эффективный заряд
• - положительный эффективный заряд

Эффективный зарядЭффективный заряд – разность между реальным зарядом структурного дефекта и зарядом структурной единицы в идеальном кристалле×

Слайд 18Закон сохранения заряда (принцип электронейтральности кристалла)
С учетом представлений об эффективном заряде

реакция растворения будет выглядеть следующим образом




Согласно определению эффективного заряда своя

частица в регулярном узле является электрически нейтральной

Сумма всех положительных эффективных зарядов должна быть равна сумме всех отрицательных эффективных зарядов

Закон сохранения заряда (принцип электронейтральности кристалла)С учетом представлений об эффективном заряде реакция растворения будет выглядеть следующим образомСогласно

Слайд 19Электронные дефекты
Избыточный свободный электрон ( е´ ) присоединяется к атому

(или иону), расположенному в узле решетки, и придает ему дополнительный

эффективный отрицательный заряд. По кристаллу такой электрон перемещается за счет хаотических скачкообразных перескоков от одного атома к другому
AA’AA→ AAA’A→ AAAA’
Недостающие электроны – «дырки» ( h∙ ) – ведут себя аналогично, придавая атомам дополнительный эффективный положительный заряд
Обозначение концентраций - электронов – [е´ ]=n
- «дырок» – [h∙ ]=p
Электронные дефектыИзбыточный свободный электрон ( е´ ) присоединяется к атому (или иону), расположенному в узле решетки, и

Слайд 20Нейтральные атомные дефекты
свободные узлы, которые в идеальном кристалле заняты

- вакансии
атомы в местах, которые в идеальном кристалле свободны

– междоузельные атомы
атомы находятся в местах, предназначенных в идеальном кристалле другим атомам - анти-структурные (анти-сайтовые) дефекты

кристаллической решетки

Нейтральные атомные дефекты свободные узлы, которые в идеальном кристалле заняты - вакансии атомы в местах, которые в

Слайд 21Символика дефектов

Символика дефектов

Слайд 22Тепловой беспорядок по Френкелю
В кристалле имеется N – катионных узлов,

Ni – междоузлий, n – частиц переходит из узлов в

междоузлия, тогда
Тепловой беспорядок по ФренкелюВ кристалле имеется N – катионных узлов, Ni – междоузлий, n – частиц переходит

Слайд 23Тепловой беспорядок по Френкелю
Допуская, что количество дефектов на порядки меньше

количества регулярных частиц в кристалле, имеем
Учитывая, что
получаем

Тепловой беспорядок по ФренкелюДопуская, что количество дефектов на порядки меньше количества регулярных частиц в кристалле, имеем Учитывая,

Слайд 24Тепловой беспорядок по Шоттки
Учитывая,что

Тепловой беспорядок по ШотткиУчитывая,что

Слайд 25Химический потенциал дефектов
Уравнение Гиббса-Дюгема для описания состояния фазы, находящейся в

равновесии имеет вид
Фаза кристалла с дефектами, находится

в равновесии с паром или расплавом. При этом выбор компонента фазы с точки зрения термодинамики – произвольный.
Для фазы кристалла это могут быть
Катионы или анионы в узле
Частицы в междоузлии
Вакансии в обеих подрешетках и т.п.
Химический потенциал дефектовУравнение Гиббса-Дюгема для описания состояния фазы, находящейся в равновесии имеет вид   Фаза кристалла

Слайд 26Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами




















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band



Eg
ED

Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgED

Слайд 27Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами




















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band


Eg
ED


Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgED

Слайд 28Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами




















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band


Eg
ED


Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgED

Слайд 29Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами




















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band


Eg
ED


Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgED

Слайд 30Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами




















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band


Eg
ED


Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgED

Слайд 31Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами




















- A+

- B-



















Conductivity band
Valence band


Eg
ED


Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgED

Слайд 32Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами




















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band


Eg
ED


Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgED

Слайд 33Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами




















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band


Eg
ED


Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgED

Слайд 34Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами




















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band


Eg
ED


Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgED

Слайд 35Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами




















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band


Eg
ED


Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgED

Слайд 36Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами

















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band



Eg
Ea





Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgEa

Слайд 37Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами

















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band



Eg
Ea






Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgEa

Слайд 38Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами

















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band



Eg
Ea






Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgEa

Слайд 39Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами

















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band



Eg
Ea






Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgEa

Слайд 40Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами

















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band



Eg
Ea






Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgEa

Слайд 41Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами
















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band



Eg






“0” –

идеальный кристалл без дефектов

Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEg“0” – идеальный кристалл без дефектов

Слайд 42Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами
















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band



Eg







Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEg

Слайд 43Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами
















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band



Eg







Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEg

Слайд 44Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами
















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band



Eg







Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEg

Слайд 45Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами
















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band



Eg







Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEg

Слайд 46Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами
















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band



Eg






экситоны

Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgэкситоны

Слайд 47Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами
















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band


Eg






экситоны

Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgэкситоны

Слайд 48Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами
















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band


Eg






экситоны

Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgэкситоны

Слайд 49Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами
















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band


Eg






экситоны

Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgэкситоны

Слайд 50Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами
















- A+

- B-


















Conductivity band
Valence band


Eg






экситоны

Зонная диаграмма кристалла A+B- с дефектами- A+- B-Conductivity bandValence bandEgэкситоны

Слайд 51Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле
Тепловое равновесие

Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристаллеТепловое равновесие

Слайд 52Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле

Тепловое разупорядочение
По Шоттки
По Френкелю

Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристаллеТепловое разупорядочениеПо ШотткиПо Френкелю

Слайд 53Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле
Тепловое равновесие

Фазовые равновесия кристалла с сосуществующей

фазой («кристалл-пар», «кристалл-расплав»)

Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристаллеТепловое равновесиеФазовые равновесия кристалла с сосуществующей фазой («кристалл-пар», «кристалл-расплав»)

Слайд 54Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле

Равновесие «кристалл – пар»

Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристаллеРавновесие «кристалл – пар»

Слайд 55Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле
Внутрикристаллические реакции дефектов

Тепловое равновесие
Фазовые равновесия кристалла

с сосуществующей фазой («кристалл-пар», «кристалл-расплав»)

Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристаллеВнутрикристаллические реакции дефектовТепловое равновесиеФазовые равновесия кристалла с сосуществующей фазой («кристалл-пар», «кристалл-расплав»)

Слайд 56Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле

Внутрикристаллические реакции дефектов (термическая ионизация)

Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристаллеВнутрикристаллические реакции дефектов  (термическая ионизация)

Слайд 57Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле
Тепловое равновесие
Фазовые равновесия кристалла с сосуществующей

фазой («кристалл-пар», «кристалл-расплав»)
Внутрикристаллические реакции дефектов
Равновесие электронного разупорядочения

Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристаллеТепловое равновесиеФазовые равновесия кристалла с сосуществующей фазой («кристалл-пар», «кристалл-расплав»)Внутрикристаллические реакции дефектовРавновесие электронного разупорядочения

Слайд 58Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле
Равновесие электронного разупорядочения

Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристаллеРавновесие электронного разупорядочения

Слайд 59Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле
Условие электронейтральности кристалла с разупорядоченностью
по

Шоттки
по Френкелю

Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристаллеУсловие электронейтральности кристалла  с разупорядоченностью по Шотткипо Френкелю

Слайд 60Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле
Разупорядоченность по Шоттки

Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристаллеРазупорядоченность по Шоттки

Слайд 61Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле
Полное условие электронейтральности
Разупорядоченность по Шоттки

Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристаллеПолное условие электронейтральности Разупорядоченность по Шоттки

Слайд 62Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле

Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле

Слайд 63Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле

Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле

Слайд 64Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле

Равновесие дефектов в нестехиометрическом кристалле

Слайд 65Диаграмма Броуэра
ln pA
ln [ ]
[VB]
[VA]
n
[VA’]
[VB•]
p
p
n
pA≈ pB
pA>>pB
pA

Диаграмма Броуэраln pAln [ ][VB][VA]n[VA’][VB•]ppnpA≈ pBpA>>pBpA

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика