Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az anyag felépítéséről Az anyag makroszkópikus felépítésének Kémiai szerkezet A mérnöki tevékenység elengedhetetlen feltétele: ( anyagjellemzők, fizikai,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Az anyag felépítéséről Az anyag makroszkópikus felépítésének Kémiai szerkezet A mérnöki tevékenység elengedhetetlen feltétele: ( anyagjellemzők, fizikai,"— Előadás másolata:

1 Az anyag felépítéséről Az anyag makroszkópikus felépítésének Kémiai szerkezet A mérnöki tevékenység elengedhetetlen feltétele: ( anyagjellemzők, fizikai, szilárdságtani jellemzők…) ismerete. Az anyag felépítésének egyik vizsgálati területe a Nem érthető meg az anyag mikrostruktúrájának ismerete nélkül!

2 A „kémiai anyag” (kémiai elemek és azok vegyületei) A „tapintható érzékelhetőség szerint szilárd folyékony gáz plazmaállapot > C elfajult szilárd állapot > 10 6 bar Szuperkritikus állapotú folyadékok T kritikus fölött, nagy nyomáson Az anyag makroszkópikus tulajdonságai „minden anyag” ?

3 Ha az anyag kémiai úton nem bontható Kémiai szempontból legegyszerűbb testek Kémiai elemek Kémiailag nem egységes, kémiailag bonthatók Összetett testek Keverékek Vegyületek Kizárólag kémiai kötöerők Mechanikai keveredés, fizikai kötőerők (komponensek és fázisok száma) felosztható

4 Az atomok szerkezete Az atom tulajdonságai megegyeznek a kémiai elem makroszkópikus mennyiségének tulajdonságaival Közelítőleg gömb alakúak, méretük nagysádrendje: Tömegének döntő része a pozitív töltésű atommag. rendszám tömegszám Proton + neutron Protonok száma Helye a periódusos rendszerben Szokásos jelölése:

5 A negatív töltésű elektronok a mag körüli elektronhéjban a pozitív töltésű mag tartja meg mozgáspályájukon. Belső elektronhéjak Energetikai szempontból kedvező helyzetűek, „lezártak”, megbontásuk nagy energia igényű Kémiai reakciókban (általában) nem vesznek részt Külső elektronhéjak Feltöltetlenek Nemesgáz konfigurációra való törekvés A kémiai sajátságokat elsősorban ezek határozzák meg „elektonoktett” Felépítesük szerint

6 Az elemek legfontosabb jellemzői Rendszám („magtöltés”) „vegyérték” Kémiai jellem „vegyérték” „hány hidrogénatomot képes megkötni, vagy helyettesíteni”. 1-8 közötti érték Kémiai jellem szerint Fémes jelleműek (pozitív) Nem fémes (negatív) „Átmeneti jelleműek” (amfoter) H, C, N, O, F, P, S, Cl,… B, Si, Ge, As, Sb, ….

7 Rendszám Kémiai jellem Közötti összefüggés „Periódusos rendszerek” (Mengyelejev I – VIII oszlopú rendszere) Elektronok száma a külső héjon Fémes elemek1 - 2 Átmeneti (amfoter) elemek Nem fémes elemek5 - 7

8 Az elemek elektronegativitása (Pauling) Az az erő amellyel a molekulában levő atom a kötést létesítő elektronokat magához vonzza 1 mól negatív ion létrehozásához szükséges energia A semleges atom, vagy molekula egyik elektronjának leválasztásához szükséges energia Elektromos térben Katód felé mozdulnak el Anód felé mozdulnak el kationok anionok + - Ionizációs energia elektronaffinitás

9 A kémiai elemek legkisebb része az atom Kémiai (és a klasszikus fizikai) módszerekkel tovább nem bontható része A molekula a kémiai anyagok azon legkisebb része, még viseli az anyag (vegyület) kémiai sajátosságait Reakcióhő Atomok Vegyületek Az „önként végbemenő” reakciók vegyületek Molekulák más csoportosításban vegyületek

10 Molekulaszerkezet, a kötés „A molekulaszerkezet a molekulákat létrehozó atomok minősége,mennyisége, az atomok geometriai elrendeződése, a köztük működő erők jellege, nagysága, iránya, stb. által megjelenő tulajdonságok összessége.” Atomok Az új (tulajdonságú) vegyület vegyületek Kémiai reakció Minőségi változás Az atomok másféle csoportosulása Az elektronok mozgásának megváltozása a külső, le nem zárt elektronhéjakban

11 A kémiai kötés negatív töltéssűrűség-eloszlás szerinti két fő típusa Ionos kötés Kovalens kötés Folyamatos átmenet! A kötési erők szerint „elsőrendű” kötések Másodrendű kötések A fémek különleges kötése, a fémes kötés (Intermolekuláris erők) „Poláros kovalens kötések”)

12 Az ionos kötés¨(heteropoláris, elektropoláris kötés): A kötőelektron csak az egyik atomhoz tartozik Pozitív, és negatív ionok keletkeznek Kötöerő az elektrosztatikus vonzás Nincs valódi molekula Pl. Na Cl 7 külső elektron 1 külső elektron Lásd. Oldódás, eletrolitok

13 Kovalens kötés (atomos kötés, homöopoláris kötés) Pl. H 2, klór, N 2 molekula A kötést olyan elektronok hozzák létre amelyek legalább két atomhoz tartoznak. „Kötő elektronpárok” A kovalens kötésű vegyületeket valódi molekulák alkotják A kapcsolat nem elekrosztatikus jellegű (a molekulák nem ionokból állnak) Lásd. Oldódás, valódi oldatok

14 Dipólus-molekulák („átmeneti formák”) Az elektroneloszlás nem szimmetrikus, a töltések súlypontja nem esik egybe, dipolusmomentum.

15 A „makromolekulák” természetes, vagy mesterséges óriásmolekulák (pl. műanyagok) Kis molekulájú anyagok „monomerek” polimerizáció makromolekulák „polimerek” Az atomok között erős kovalens kötések, a molekulák között gyengébb intermolekuláris erők hatnak

16 van der Waals - kötések Lezárt elektronhéjú ( Pauli elv szerint „semleges”) atomok és molekulák között ható erő összefoglaló megnevezése: Közelreható Kis kötési energiájú erők Hidrogénkötés, hidrogénhíd Fémes kötés Komplex vegyületek, ionok a koordinációs kötés Másodrendű kötések ( intra-, illetve intermolekuláris kapcsolatok) Dipólusos molekulák Víz [Fe ( CN) 6 ] 4-, Al(OH) 2+ (5H 2 O) ? ( pl. hangyasav), (H 2 O, H 2 S) Nemesgázok

17 A szilárság elméleti alapjai A kristályos anyagok (az építőanyagok ) elméleti szilárdsága az egyes atomok közötti kötési energia értéke. Az egyensúly, a stabilitás feltétele a taszító és vonzó erőkre: Az ionok közötti elméleti szilárdság azzal az erővel jellemezhető, amely fellép, ha az ionokat közelítik, ( nyomóerő) vagy távolítják (húzóerő). (A nyomószilárdság fizikai értelemben nem is értelmezhető!) Részletesen a következő órán!

18 Az ionok csak annyira kerülhetnek közel egymáshoz, hogy a lezárt elektronhéjaik ne hatolhassanak egymásba! Az elektrosztatikus vonzóerők a távolság négyzetével fordítva arányosak! Erőegyensúly az r O távolságban vanAz eredő görbe Az eredő görbének r K távolságban maximuma van! Nyugalmi helyzet

19 Erőegyensúly az r O távolságban van A húzóerők távolítják az ionokat egymástól! F K kritikus erő ! r K kritikus távolság A húzószilárdság az r K és a F K –val jellemezhető, => a húzószilárdság anyagjellemző!

20 F K kritikus erő ! r K kritikus távolság A nyírószilárdság értelmezése

21 A nyíróerővel egyidejűleg ható nyomóerő hatása A nyomóerő hatására r 0 –ról r 1 -re csökken az iontávolság A kritikus iontávolság eléréséhez nagyobb nyíróerőre van szükség

22 A rugalmassági modulus értelmezése Az eredőerő az iontávolsággal arányosan változik Hook –féle arányossági törvény (anyagminőség függő) A nyugalmi helyzethez húzott érintő iránytangense

23 Nyomóerő hatása a kristályrácsra A nyomóerők hatására az iontávolság csökken, a taszítóerő nő. Ennek hatására a terheletlen irányban Keresztirányú megnyúlás következik be. A tönkremenetel nem az összenyomódás, ε l, hanem a keresztirányú megnyúlás ε k következtében lép fel.

24 A nyomóerő hatására fellépő keresztirányú változás (anyagjellemző), nagyságának megadása Poisson-tényező Poisson-szám

25

26

27 összefoglalva

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38


Letölteni ppt "Az anyag felépítéséről Az anyag makroszkópikus felépítésének Kémiai szerkezet A mérnöki tevékenység elengedhetetlen feltétele: ( anyagjellemzők, fizikai,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések