A szilárd testeknek két csoportját különböztetjük meg:

Az előadások a következő témára: "A szilárd testeknek két csoportját különböztetjük meg:"— Előadás másolata:

1 A szilárd testeknek két csoportját különböztetjük meg:
Kristályos testek A szilárd testeknek két csoportját különböztetjük meg: Amorf anyagok Kristályos anyagok

2 Amorf anyagok 1. izotrópok
- a rendezettség vagy hiányzik, vagy csak kis területekre lokalizálódik - ezen üvegszerű anyagok olvadékát anélkül lehet nagymértékben túlhűteni, hogy a kristálygóc képződés megkezdődne - a viszkozitás annyira megnő, hogy a részecskék nem tudnak szabályos kristályba rendeződni - a szerkezetben található sok szabálytalanság folytán fizikai tulajdonságaik iránytól függetlenek, azaz izotrópok

3 Amorf anyagok 2. a névadó üveg
Ilyen anyagok pl.: a névadó üveg egyéb üvegszerű anyagok, ahol nincs teljes rendezetlenség, de a szerkezeti elemek nem ismétlődnek szabályos periódicitással ilyen a nemesOpál is A nemesopál anyagában rendkívül finom és bizonyos rendszer szerinti eloszlásban krisztoballit ásvány mikroszkópikus lemezkéi fordulnak elő, ezeken a kristálylapokon visszaverődő és/vagy elhajló fénysugarak interferenciája okozza a különleges fényhatást.

4 Amorf anyagok 3. az amorf anyagok közé tartoznak azok a nagymolekulájú szerves anyagok (a legtöbb polimer), amelyek molekulái nagy méretük, és rendszerint szabálytalan alakjuk követ- keztében nem kristályosodnak lehűlve gyantaszerű szilárdságot vesznek fel melegítéskor fokozatosan lágyulnak meg nem rendelkeznek éles olvadásponttal

5 Kristályos szilárd anyagok 1.
- a felépítő részecskék a test egészében rendezetten helyezkednek el - a rácsszerű szabályos elrendeződés következménye, hogy a kristá- lyokban a fizikai sajátságok egy része ( pl. hasadás, optikai és elek- tromos tulajdonságok) függ az iránytól, vagyis a kristályok sajátságúak anizotróp ennek legfeltűnőbb megnyílvánulása a síklapokkal határolt jellegzetes kristályalak, ami annak a következménye, hogy a kristályok a különböző irányokban különböző sebességgel növekednek

6 Kristályos szilárd anyagok 2.
jellemző három tulajdonság meghatározott olvadáspont egyszerűen meghatározható meghatározott olvadáshő egyszerűen meghatározható meghatározott kristályszerkezet meghatározása bonyolult műszeres eljárást igényel pl. röntgendiffrakciós mérés M. Von LAUE 1912-ben réz(II)-szulfát kristályt világított át röntgen- sugarakkal és a kristály mögött – fényérzékeny lemezen – jellegzetes, pontokból álló, a kristály külső szimmetriáját tükröző szimmetriájú mintázatot kapott .

7 Kristályos szilárd anyagok 3.
Röntgendiffrakciós mérések igazolták a XX. században R.J.HAÜY ben tett feltételezését, mely szerint a kristályok külső megjelenési formájának szabályossága a kristályokat felépítő részecskék szabályos belső elrende- ződésének a következménye. HAÜY kalcit (Ca-karbonát) kristályt hasítással aprózott, és azt tapasztal- ta, hogy a töredék darabok mindig hat rombusszal határolt romboéder formát mutattak, ami a mikroszkópos mérettartományban is érvényes maradt.

8 Kristályos szilárd anyagok 4.
Szintén tapasztalati törvény a szögállandóság törvénye – N. STENO (1669), R. DE L’ILSE (1783): A kristály meghatározott lapjai és élei által bezárt szög az anyagra jellemző, állandó érték.

9 A kristályrács modellje
A. BRAVAIS szerint a kristályrács modellje a pontokká zsugorított részecskék háromirányú eltolásával (transzlációjával) hozható létre. vonalrács síkrács A létrejövő térrács legkisebb egységét, amelyből az egész rács felépíthető, ELEMI CELLÁNAK nevezzük. c térrács a síkrácsot c távolsággal többszörösen eltolva Az elemi cella paraméterei - a három transzláció mértéke ( a, b, c ) - a transzlációs vektorok által bezárt szögek ( α, β,  )

10 Kristályok rendszerezése
BRAVAIS kimutatta, hogy mindössze 14 különböző típusú elemi cella szerkeszthető (BRAVAIS-cellák), amelyek alkalmasak arra, hogy a teret hézagmentesen lehessen velük kitölteni. Ezek között szimmetriájukat tekintve vannak hasonlóak. A kristályos testek így 7 kristályrendszert alkotnak. I. TRIKLIN (háromhajlású) II. MONOKLIN (egyhajlású) III. ROMBOS IV. TETRAGONÁLIS (négyzetes) V. TRIGONÁLIS (háromszöges) VI. HEXAGONÁLIS (hatszöges) VII. TESSZERÁLIS (szabályos) A hét kristályrendszer összesen 32 kristályosztályt tartalmaz az alapján, hogy az elemi cellákból milyen geometriai formák hozha- tók létre, illetve valósulhatnak meg a hézagmentes térkitöltést figyelembe véve.

11 I. TRIKLIN (háromhajlású) rendszer
Kristálytani tengelyek: a  b  c A tengelyek által bezárt szögek:       90° a létrejövő kristályok nem írhatók le egyszerű geometriai testtel 1. Triklin primitív rács 1. Háromhajlású pedionos osztály 2. Háromhajlású véglapos osztály

12 II. MONOKLIN (egyhajlású)rendszer
Kristálytani tengelyek: a  b  c A tengelyek által bezárt szögek:     90°   90° 2. Monoklin primitív rács 3. Egyhajlású szfenoidos osztály 3. Monoklin alaplapon centrált rács 4. Egyhajlású dómás osztály 5. Egyhajlású prizmás osztály

13 III. ROMBOS rendszer Kristálytani tengelyek: a  b  c A tengelyek által bezárt szögek:       90° 4. Rombos primitív rács 5. Rombos alaplapon centrált rács 6. Rombos tércentrált rács 6. Rombos diszfenoidos osztály 7. Rombos minden lapon centrált rács 7. Rombos piramisos osztály 8. Rombos dipiramisos osztály

14 IV.TETRAGONÁLIS (négyzetes) rendszer
Kristálytani tengelyek: a1  a2  c A tengelyek által bezárt szögek: 1  2    90° 8. Tetragonális primitív rács 9. Négyzetes piramosos 9. Tetragonális térben centrált rács 10. Négyzetes diszfenoidos 11. Négyzetes dipiramisos 12. Négyzetes trapezoéderes 13. Ditetragonális piramisos 14. Négyzetes szkalenoéderes 15. Ditetragonális dipiramisos osztály

15 V. TRIGONÁLIS (háromszöges) rendszer
A négy kristálytani tengely nem az elemi cella élein található: a1  a2  a3  l A melléktengelyek által bezárt szögek 120°- , illetve 60°-osak, a főtengely a melléktengelyekkel 90°-os szöget zár be. 16. Trigonális piramisos 10. Romboéderes primitív rács 17. Trigonális romboéderes 18. Trigonális trapezoéderes 19. ditrigonális piramisos 20. ditrigonális szkalenoéderes osztály

16 VI. HEXAGONÁLIS (hatszöges) rendszer
Négyágú kristálytani tengelykeresztje van: a1  a2  a3  c A melléktengelyek által bezárt szögek 120°-osak, a főtengely a melléktengelyekkel 90°-os szöget zár be. 21. Hexagonális piramisos 22. Trigonális dipiramisos 23. Hexagonális dipiramisos 11. Hexagonális primitív rács 24. Hexagonális trapezoéder 25. Dihexagonális piramisos 26. Ditrigonális dipiramisos 27. Dihexagonális dipiramisos osztály

17 VII. TESSZERÁLIS (szabályos) rendszer
Kristálytani tengelyek: a1  a2  a3 A tengelyek által bezárt szögek: 1  2  3  90° 12. Primitív köbös rács 13. Tércentrált köbös rács 28. Tetraéderes pentagondodekaéders 14. Lapcentrált köbös rács 29. Diakiszdodekaéderes 30. Pentagonikozitetraéderes A rendszer minden osztályára jellemző formák 31. Hexakisztetraéderes 32. Hexakiszoktaéderes osztály kocka rombdodekaéder oktaéder Nem minden osztályra jellemző, de gyakran előforduló formák tetraéder tetrakiszhexaéder pentagondodekaéder

18 Kristályos anyagok szimmetriája 1.
A kristályos felületeit lapok határolják. A lapok mérete és formája határozza meg az alakot, amit a kristály megjele- nésének vagy nevezünk. HABITUSÁNAK Sok ásványnak (kristályos anyagnak) egyféle úgynevezett sajátalakja van, másoknak többféle is lehet. Akármilyen is a kialakult geometriai forma, annak megha- tározott szimmetria-elemei és azok egymáshoz való viszo- nya egyértelművé teszi, hogy a vizsgált anyag mely kris- tálytani rendszerbe ( 7 ilyen van ) és azon belül mely kris- tályosztályba ( 32 ilyen van ) tartozik.

19 Kristályos anyagok szimmetriája 2.
A következő szimmetria-elemeket kell vizsgálni, amelyek a testet önmagába viszik át: Forgástengelyek: Egy-, két-, három-, négy- és hatfogású forgástengelyek lehetségesek, amelyek 360-, 180-, 120-, 90- és 60-os elforga- tásnak felelnek meg. A forgástengelyeket az 1, 2, 3, 4 és 6 számok jelölik. (A 2, 3, 4 és 6 tengelyeket gyakran digir-, trigir-, tetragir- és hexagir-nek szokás nevezni.)

20 Kristályos anyagok szimmetriája 3.
Tükörsík: Tükrözés egy rácspontokon átmenő síkra. A tükörsík jele: m Szimmetria-középpont: A kristályszerkezet akkor rendelkezik szimmetria-középponttal, ha létezik olyan rácspont, amelyre vonatkozó r  -r művelettel (inverzió) önmagával fedésbe hozható. (ahol r a kristály egy tetszőleges pont- jának a helyzetvektora ehhez a rács- ponthoz képest) A szimmetria-középpont jele: x _

21 Kristályos anyagok szimmetriája 4.
Inverziós forgástengelyek: A kritályszerkezetnek akkor van inverziós forgástengelye, ha egyidejű elforgatással és inverzióval fedésbe hozható önmagával. A kristályokban egy-, két-, három-, négy- és hatfogású inverziós forgástengely lehetséges. _ _ _ _ _ Az inverziós forgástengelyek jelölése: 1, 2, 3, 4 és 6

22 Kristályos anyagok szimmetriája 5.
Egy ép kristály különböző szimmetria-elem kombinációkkal rendelkezhet, amelyeknél a következő jelölések használatosak: Forgástengely rá merőleges tükörsíkkal: pl. 4/m Forgástengely rá merőleges forgástengellyel (tengelyekkel): pl. 32 Forgástengely vele párhuzamos tükörsíkkal (tükörsíkokkal): pl. 3m Inverziós forgástengely rá merőleges forgástengellyel (tengelyekkel): pl. 42 _ Inverziós forgástengely vele párhuzamos tükörsíkkal (tükörsíkokkal): pl. 3m _ Forgástengely rá merőleges tükörsíkkal és vele párhuzamos tükörsíkkal (tükörsíkokkal): pl. 6/mmm

23 Kristályos anyagok szimmetriája 6.
A 32 kristályosztály nemzetközi rövidített jelölése: 7 Kristályrendszer Kristályosztály I. TRIKLIN (háromhajlású) II. MONOKLIN (egyhajlású) m 2/m III. ROMBOS mm2 mmm IV. TETRAGONÁLIS (négyzetes) /m mm 42m 4/mmm V. TRIGONÁLIS (háromszöges) m 3m VI. HEXAGONÁLIS (hatszöges) /m mm 6m2 6/mmm VII. TESSZERÁLIS (szabályos) m m m3m _ _ _ _ _ _ _ _

24 Jó tanulást!