Шпоры по ХТТ

1. Тв тело. Классификация по структуре. Кристаллич и аморф твер тела. Строение идеального кристалла. Твердое тело – одно из четырех агрегатных состояний вещества, отличающееся от остальных стабильностью формы и характером теплового движения атомов, совершающих малые колебания около положений равновесия. Твердые тела можно поделить на кристаллические, аморфные и вещества, обладающие промежуточной степенью кристалличности. Кристаллы имеют упорядоченное симметричное строение.

Для описания структуры кристалла пользуются следующими понятиями: 1. Кристаллическая решетка – пространственный каркас, образуемый воображаемыми пересекающимися линиями. 2. Узел кристаллической решетки – центр пересечения линий, где располагаются частицы, составляющие кристалл. 3. Элементарная ячейка кристалла – наименьшее число частиц, сохраняющее свойственный данной решетке порядок. 4. Дальний порядок – упорядоченность в расположении частиц, повторяющаяся на неограниченно

больших расстояниях. 5. Ближний порядок – согласованность в расположении частиц на расстояниях, сравнимых с межатомными. 6. Ось симметрии – прямая линия, при повороте которой на неопределенный угол фигура совмещается сама с собой. 2. Тв тело. Классификация по типам хим связей. Выделяют 4 типа кристаллов: 1. Ионные кристаллы. К ним относят металлы, неметаллы, соли. Структурная единица решетки - ион. Ионы располагаются по закону плотнейшей упаковки. 

Координационное число ионов достаточно велико. Координационное число показывает число ближайших однотипных соседей в решетке. Связь в ионных кристаллах представляет собой взаимодействие противоположно заряженных частиц. Особенности ионной связи: 1. Связь не обладает направленностью. 2. Связь не обладает насыщаемостью. Энергия кристаллической решетки - кол-во энергии кот. Необходимо для того, чтобы разрушить кристалл. Энергию решетки рассчитывают с помощью термохимических

циклов. Цикл Борна-Габера ABтв(1) A++B-(2) A(г)+B(г)(3) Aтв+0,5B2(4) ABтв 1 стадия: разложение 1 моль тв соединения до газообразных ионов. Величина энергии равна энергии крист решетки. 2 стадия: нейтрализация образовавшихся ионов: А+ + 1е (E1)А; В 1е(E2)В; Е1-энергия ионизации Е2-сродство электронов к атому

В 3 стадия: конденсация паров Me Аг( Е3)Атв;Вг ( Е4)0,5В2(г) Е3 – теплота сублимации Е4 – энергия диссоциации 4 стадия: образование тв иона кристалла, изменение энергии по циклу W=E1 –E2+ E3+ 0,5E4 +E5 E5-энергия образования W – энергия кристаллической решетки 2. Ковалентные (атомные) кристаллы. Структурная единица-атом.

Каждый атом образует четыре ков связи со своими соседями. Чаще всего связь неполярная, обладает двумя особенностями: имеет направленность, имеет насыщаемость. 3. Молекулярные кристаллы. Структурная единица-молекула. Различают полярные и неполярные молекулы. Полярность молекулы характеризуется дипольным моментом. Дипольный момент образуется за счет смещения центров положительных и отрицательных зарядов.

3. Способы получения тв материалов. Получение порошков для изготовления керамики, пленочных материалов и покрытий. Выращивание монокристаллов. Методы получения твердых веществ. Способы получения разделяют в зависимости от состояния получаемых материалов. 1. Методы получения порошков. 1 группа методов основана на измельчении. Исходное сырье измельчают, в результате чего получается новое в-во.

2 группа основана на конденсации. В качестве сырья применяются тв, жид и газообразные компоненты. Получение сырья в виде порошков чаще всего используют для синтеза сложнооксидных материалов, из которых в дальнейшем изготавливают различные виды керамики. Методы получения сложнооксидных материалов разделяют на 2 группы: 1. Керамические методы. Стадии: анализ и подготовка сырья, дозирование, смешивание, обжиг, измельчение,

спекание. 2. Методы с использованием растворных технологий. Исходным сырьем являются различные растворы или газовые смеси. Типы методов: - соосаждение. К р-ру соли приливают соосадитель, при этом выпадает осадок – новое соединение. - метод замены р-ля. В исходный р-р вводят в-ва, в котором находящиеся в растворе соли растворимы значительно хуже. - Распылительная сушка. Процесс осуществляют путем подачи в распылительные реакторы р-ров исходных

солей с противоточным нагревом их воздухом. - криохимический метод. Солевые р-ры распыляются в среде инертных газов. 4. Методы исследования структуры кристаллов. Применяют дифракционные методы исследования. Они основаны на изучении рассеяния исследуемым веществом излучения. 1. Рентгеноструктурный анализ. Сущность метода – исследование распределения в пространстве рассеянного

на анализируемом объекте рентгеновского излучения. Рентгеновские лучи – Эл-магн колебания малой длины волны. Взаимодействуя с электронами в-ва возникает диффузия рентгеновских лучей. Результат дифракции регистрируется, по полученной рентгенограмме проводят расчет. Методы рентгеноструктурного анализа: 1. Метод Лауэ.

Неподвижный монокристалл подвергают воздействию рентгеновского излучения. В результате получают рентгенограмму в виде точек и пятен. 2. Метод качения и вращения образца. На вращающийся или покачивающийся монокристалл воздействуют рентгеновским излучением. Рентгенограмма получается в виде параллельных линий. 3. Метод Дебая-Шеррера. Применяется для исследования поликристаллов.

Рентгенограмма получается в виде колец (дебаеграмма). 4. Метод малоуровневого рассеяния. Применяется для исследования аморфных веществ. 5. Точечные дефекты. Классификация. Механизм образования вакансий. Влияние на свойства тв тел. Дефекты – это нарушения строгой периодичности расположения частиц в теле. Выделяют точечные, линейные, поверхностные и обычные дефекты.

Причиной образования дефектов являются внешние воздействия. Тип дефекта, присутствующего в твердом теле зависит от энергии его образования. Точечные дефекты - это нарушение периодической структуры в пределах одного межатомного расстояния. Дефект может быть собственным или примесным. Основными видами точечных дефектов являются вакансии и частицы в междоузльях. Частицы в междоузльях могут быть собственными и примесными.

Состояние т-д равновесия – концентрация дефектов в теле равна равновесной. 6. Линейные дефекты. Классификация. Дислокации. Перемещение дислокаций. Поверхностные, объемные дефекты. Поверхность тв тела как один из типов дефектов структуры. Поверхностные состояния. Дефекты – это нарушения строгой периодичности расположения частиц в теле. Выделяют точечные, линейные, поверхностные и обычные дефекты.

Причиной образования дефектов являются внешние воздействия. Линейные дефекты. В реальных кристаллах некоторые атомные плоскости могут обрываться. Края таких оборванных (лишних) плоскостей образуют краевые дислокации (дислокации называются стабильными дефектами). Существуют также винтовые дислокации, связанные с закручиванием атомных плоскостей в виде винтовой лестницы, а также более сложные типы дислокаций.

Вектор Бюргерса определяет то воздействие, которое происходит при образовании дислокации (вектор сдвига). Наличие дислокации определяет пластичность тела. 7. Диффузия в тв телах. Причины. Механизмы. Следствия. Ионная проводимость тв тел. Твердые электролиты. Диффузия – перемещение вещества в результате хаотического движения его частиц. Данное движение может быть обусловлено тепловым движением или разностью концентраций.

Направление диффузии зависит от величины межатомного расстояния в теле, она будет направлена в сторону вещества с бОльшим межатомным расстоянием. Типы диффузий: Самодиффузия (движение частиц самого тела), гетеродиффузия (движение частиц примесей), Объемная (в глубине решетки), Диффузия вдоль граней и поверхностей дефектов кристаллов, Поверхностная (перемещение частиц по поверхности).

Механизмы диффузии: 1. Обмен частиц между собой. Наиболее старое представление о механизме диффузии. Требуется большая затрата энергии, значительно искажает кристаллическую решетку. 2. Междоузельный механизм. Данный механизм присутствует при наличии примесей в междоузльях, требует меньшей затраты энергии, возникает значительно чаще, чем первый. 3. Вакансионный механизм. Самый распространенный, для перемещения требуется малое количество энергии.

Процесс диффузии оказывает сильное влияние на ионную проводимость твердого тела. Данный тип проводимости характерен для ионных кристаллов и сопровождается переносом вещества. Твердые вещества с ионным типом проводимости называются электролиты. 8. Зонная теория. Металлы. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость. Диэлектрики. Зонная теория R ет тело как единый коллектив взаимодействующих частиц.

Она представляет собой теорию молекулярных орбиталей для системы с очень большим числом атомов. Каждый кристалл состоит из N атомов каждый атом обладает N1 количеством электронов и каждый электрон может находиться на любом дискретном уровне. В кристалле каждый отдельно взятый энергетический уровень может расщепиться на N подуровней. Расстояние между этими подуровнями бесконечно мало (~ 10 -27

ЭВ). Это воздействие очень мало то есть прилагая даже слабое электрическое поле к кристаллу мы сможем перевести электрон с низкого подуровня на более высокий. Орбитали энергетической зоны заполняются электронами в порядке их расположения по энергиям и в соответствии с принципом Паули (2n – S зона, 6n – P зона, 10n – d зона). Зона, которую занимают электроны, осуществляющие связь, называется валентной.

Свободная зона, расположенная энергетически выше валентной, называется зоной проводимости. В зависимости от структуры атомов и симметрии кристаллической решетки эти две зоны могут перекрывать либо не перекрывать друг друга. В последнем случае между ними имеется разрыв – запрещенная зона. В соответствии с характером расположения и заполнения зон вещества могут являться диэлектриками, полупроводниками и проводниками. 9. Изоморфизм. Правила изоморфизма.

Твердые растворы. Классификация. Свойство хим. и геометрически близких частиц замещать друг друга в кристаллической решетке. Основное правило изоморфизма: Замещать друг друга могут частицы, отлич. по размеру не больше чем на 15%. Участвовать в изоморфизме замещении частицы должны проявлять сходство в строении химической связи. Различают изовалентный и гетеровалентный изомофизм.

1)Изовалентный изоморфизм-замещение частиц с одинаковой валентностью. 2)Геттеров. –с разными валентностями. Для сохранения условия электронейтральности возможны два варианта: 1. Парное замещение ABC2 (A“+2”, B“+2”, C“-2”) При парном замещении происходит одновременное замещение и катиона А и В. KLC2 (K“+3”, L“+1”, C“-2”) 10. Фазовые переходы. Классификация Эренфеста. Стабильные и метастабильные фазы.

Полиморфизм. Полиморфные превращения. Фаза - однородная часть термодинамической системы, свойства которой одинаковы во всех точках. Между собой фазы разделены границей или поверхностью раздела. Фазовый переход - процесс перехода одной фазы в другую. Точка перехода - параметр, при котором происходит переход. Метастабильное состояние - состояние неустойчивого термодин. равновесия, в котором система может находится

длительное время. Классификация фазовых переходов: 1 рода- хар-ся скачкообразным изменением объема системы. Переходы из одного состояния в другое. 2 рода - связано с изменением симметрии внутри тела. Явление сверхпроводимости, парамагнетизм, изоморфизм. Изоморфизм – свойство химически и физически похожих частиц замещать друг друга в кристаллической решетке. Вакансии имеются во всех кристаллах, как бы тщательно они не выращивались.

Механизм образования можно представить как выход атомов поверхностного слоя на поверхность с последующим переходом возникающих поверхностных дырок. Несмотря на малую концентрацию вакансии оказывают большое влияние на физические свойства кристалла. Один из типов точечных дефектов – центр окраски. Центры окраски изменяют окраску кристаллов в целом, поскольку обладают собственной частотой поглощения света. Могут появиться в результате облучения кристаллов.

Бывают собственные и примесные. Дефект Шотки – комплекс, образованный при взаимодействии катионной и анионной вакансии. Этот дефект существенно снижает плотность кристалла. Дефект Френкеля – пара, состоящая из межузельного иона и оставленной им вакансии. Плотность тела не изменяется. Особенности метода рентгеноструктурного анализа. 1. Повышенная или пониженная температура. 2. для исследования необходимо применять хорошо сформированные

кристаллы. 3. Сложность определения атомов водорода. 4. Большой объем вычислений. 2. Электронография. Физическая основа метода – дифракция электронов. Особенности метода - быстрое время получения результата - использование метода для тонких слоев вещества. - возможность обнаружения легких атомов. 3. Нейтронография. Изучение строения веществ с помощью рассеяния нейтронов, полученных в ядерном реакторе.

Особенности: - простота в определении легких атомов - можно определять вещества с близкими порядковыми номерами - определение изотопов элемента. Стадии криохимического метода: 1. Приготовление исходных р-ров. 2. Смешивание. 3. Диспергирование. 4. Замораживание (получение криокапсул). 5. Удаление кристаллизованной воды. 6. Термическое разложение.

Выращивание монокристаллов: Метод Бриджмена. В печь помещают тигель с расплавом. Тигель медленно опускается, постепенно охлаждаясь холодной водой. В результате охлаждения расплава медленно растет монокристалл. В методе Вернейля исходное вещество помещается в бункер, где расплавляется горелкой. Под бункером располагается затравка, благодаря которой выходящий из бункера расплав застывает в монокристалл.

В методе Чохральского стержень с затравкой медленно поднимается из расплава и охлаждается холодной водой. Для очистки монокристалла от примесей используют метод зонной плавки. Расплав медленно проходит через печь. Выходит монокристалл, а примеси осаждаются в конце монокристалла. Физические методы – исходные вещества находятся в газовой фазе. Хим-газофазные методы – процесс связан с выделением готового вещества на подложке в ходе хим р-ции.

Хим методы – распыление на разогретой подложке исходных компонентов. Требования к подложкам: 1. По механическим свойствам. 2. По химическим свойствам. 3. По физическим свойствам. Неполярные молекулы могут поляризоваться приобретая индуцированный или дипольный момент. В зависимости от того, из каких частиц состоит кристалл, различают след. типы межмолекулярного взаимодействия:

Дипольно-ориентационное взаимодействие Индукционное (поляризационное) Дисперсионное Под влиянием внешних воздействий возникает мгновенные диполи, за счет которых и происходит взаимодействие. В молекулярных кристаллах возможно наличие водородной связи. 4. Металлические кристаллы. Структура состоит из нейтральных атомов и положительных ионов и свободных электронов. Связь имеет двойственный характер. Существует

Кулоновское взаимодействие между ионами и электронами и ковалентная связь между атомами. Взаимосвязь между строением вещества и его свойствами: Ионные кристаллы Высокая Tпл, Растворимы в полярных и неполярных растворителях, чаще всего диэлектрики, иногда ионная проводимость, Некоторые кристаллы обладают повышенной хрупкостью. Ковалентные кристаллы Высокая Tпл, Практически нераств вещества,

Полупроводники или диэлектрики. Молекулярные кристаллы Tпл относительно невысока, растворимость зависит от характера составляющих кристалл молекул (полярные крист растворимы в поляр р-лях и наоборот), диэлектрики. Металлические кристаллы Широкий интервал темп. пл Нераств Высокая электропроводность, Пластичность. Идеальный кристалл является теоретической моделью,

он лишен дефектов структуры и обладает совершенной формой (физически равноценные грани одинаково развиты). Близкие к идеальным кристаллы можно получить в хорошо перемешиваемом переохлажденном растворе. Кристаллы могут встречаться в виде моно и поликристаллов. Поликристаллы представляют из себя больше скопление монокристаллов, называемых кристаллиты. Кристаллические тела анизотропны. Анизотропия – это зависимость физических свойств кристалла от направления

внутри кристалла. Аморфное состояние образуется при слишком быстрой кристаллизации вещества. Менее распространено, чем кристаллическое. К аморфным относят стекло, смолы, и т.д. Свойства аморфных тел двойственны. При внешних воздействиях могут обнаруживаться как свойства твердых тел, так и жидкостей. Отличительная особенность – изотропия свойств (свойства одинаковы во всех направлениях внутри тела). В аморфном состоянии отсутствует определенная температура плавления.

Все перечисленные особенности связаны с отсутствием дальнего порядка. Для аморфного состояния характерно наличие только ближнего порядка. Вещества с промежуточной степенью кристалличности. Квазикристаллы – вещества, кристаллическая решетка которых состоит из правильных пятиугольников, между ними находятся неупорядоченные аморфные области. Полиморфизм – свойство некоторых веществ существовать

в разных кристаллических фазах, отличающихся по симметрии, структуре и свойствам. Переход одной фазы в другую называется полиморфным превращением. Существуют обратимые и необратимые полиморфные превращения. При обратимом полиморфном превращении переход одной фазы в другую осуществляется при одинаковых условиях. Полиморфизм элементов называют аллотропией. Механизм полиморфных превращений связан с вопросом различной

скорости переходов. Разновидностью полиморфизма является политипизм. Политипы – слоистые структуры с различным чередованием слоев. Также изоморфизм м.б. односторонним. N: ZnS допускает до20% Fe, в FeS же цинк отсутствует. Кол-ва возможных замещений в системе хар-ся ее изоморфной емкостью. Характерным св-вом изоморфных частиц является образование твердых растворов.

Твердый раствор - однородные кристаллические или аморфные фазы переменного состава, сохраняющие однородность при изменении соотношения между компонентами. В зависимости от механизма образования выделяют твердые растворы замещения, внедрения и вычитания. Для образования тв раствора замещения вещества должны иметь близкие по размерам радиусы атомов (в пределах 15%, с Fe - 8%) и быть электрохимически подобными. Растворы внедрения могут образовываться когда размеры атомов

существенно различаются и когда возможно внедрение одних атомов в междоузлья кр решетки другого в-ва. Тв р-ры вычитания образованы вакантными узлами кр решетки. В металлах ширина запрещенной зоны =0, т.к. заполненная и свободная зоны перекрываются. Именно способность валентных электронов свободно перемещаться по всему объему кристалла обуславливает высокую электро и теплопроводность металлов. В полупроводниках для перехода электронов из валентной

зоны в зону проводимости требуется сравнительно небольшая энергия (0,1-4,0 эВ). В результате поглощения кванта энергии связь между парой электронов разрывается, один из электронов переходит в зону проводимости, вместо него остается вакансия. При наложении электрического поля дырки перемещаются к катоду, а электроны в зоне проводимости – к аноду. То есть носителями тока являются и дырки, и электроны.

С повышением T электропроводность усиливается (у металлов наоборот). Диэлектрики – вещества, имеющие запрещенную зону > 4 эВ. Преодолеть ее электронам практически невозможно. Структуру твердого электролита можно представить в виде двух подрешеток – катионной и анионной. Возникновение электрического тока обуславливается движением ионов одного сорта через дефекты, соответствующие

подрешетке. Типы твердых электролитов. 1. Электролиты с собственной разупорядоченностью. Носителями тока являются собственные дефекты структуры (чаще всего дефект Шотке). 2. Электролиты с примесной разупорядоченностью. Выделяют электролиты с примесными катионами повышенной или пониженной валентности. Для сохранения электронейтральности кристалла в структуре возникают дополнительные вакансии, данные

вакансии чаще всего являются носителями тока. 3. Электролиты со структурной разупорядоченностью. Отличительной особенностью ялвяется избыток кристаллографических позиций, в которых могут находиться подвижные ионы. 4. Аморфные твердые электролиты. Существует 2 подхода к рассмотрению структуры аморфных электролитов. Сеточная модель не имеет периодичности в структуре. Кристаллическая модель подразумевает наличие упорядоченных областей.

При рассмотрении механизма переноса заряда данные модели комбинируют, в связи с этим механизм переноса связывают с движением вакансий, как и в кристаллических телах. Иногда линейные Д. в к. образуются из скопления точечных дефектов, расположенных цепочками (нестабильные дефекты). Поверхностными дефектами являются границы между участками кристалла, повёрнутыми на малые углы по отношению друг к другу, границы включений другой фазы, границы зёрен в поле кристаллов.

Многие из поверхностных дефектов представляют собой ряды и сетки дислокаций, а совокупность таких сеток образует в поликристаллах границы зёрен; на этих границах собираются примесные атомы и инородные частицы. Наличие поверхностных состояний определяет многие процессы, протекающие на поверхности (N: адсорбцию). Объемные дефекты – различные трещины, выемки. Значительно ухудшают свойства предметов, твердого тела. 11. Твердофазные реакции. Особенности. Классификация.

Теория тф реакций. Методы управления. Это реакции с участием твёрдых реагентов или продуктов реакции Особенности: 1 реакции протекают в гетерогенных системах 2 кол-во частиц участвующих в реакции очень велико 3 реакции характеризуются большим количеством промежуточных стадий 4 малые изменения энтальпии и энтропии реакции 5 реакции имеют ярко выраженный топохимический характер Типы твёрдофазных реакций 1) Т1→Т2 2) Т1+Т2→Т3

Синтез вещества с заданными свойствами 3) Т1+Т2→Т3+Т4 Синтез различных гетероструктур Одна из характеристик описывающих твёрдофазные вещества – это степень превращения x=(m0-m)/m0; m0 – количество исход. реагента, m – количество реагента в момент времени. 12. Вещества с промежуточной степенью кристалличности. Квазикристаллы - кристаллы с осью симметрии пятого порядка.

Даже в отсутствие дефектов структуры в них всегда должны существовать аморфные области. Свойства квазикристаллов: 1. Электропроводимость. Сопротивление квазикристаллов очень велико при низких t, с ростом t оно уменьшается. 2. Диамагнетики. 3. Упругость и пластичность. Жидкие кристаллы. Это вещества, способные в определенном интервале температур выше точки плавления сочетать в себе свойства

жидкости и кристаллических тел. Данные вещества обладают текучестью подобно жидкостям и анизотропией физических свойств, подобно кристаллам. Кф (Tпл) ЖКф (Tпросветления) Жф Tпросветл – температура, при которой исчезает жидкокристаллическое состояние. В зависимости от степени кристалличности ЖК делятся на: смектики, обладающие наивысшим порядком (параллельно ориентированные молекулы, центры

тяжести соседних молекул совпадают); нематики (молекулы также ориентированы параллельно, но центры тяжести не совпадают); холестерики (система закрученных нематических слоев). С ростом температуры происходит постадийное разупорядочивание. Некоторые ЖК образуют голубую фазу, которая характеризуется трехмерной упорядоченностью структуры и повышенной вязкостью. 13. Каталитическая химия. Катализаторы.

Гетерогенный катализ Катализ представляет собой ускорение химической реакции под действием малых количеств активных веществ, кот сами в ходе реакции не участвуют. Чаще всего применяют твердофазные катализаторы. Основные требования предъявляемые к катализаторам: 1 - каталитическая активность. Зависит от величины поверхности катализатора. 2 - селективность катализатора. Катализатор должен ускорять только одну из одновременно протекающих

реакций. 3 - механическая прочность. 4 - гидродинамические характеристики. 5 – устойчивость по отношению к отравляющим веществам. 14. Аморфные и кристаллические металлические материалы. Структура. Свойства. Металлы и сплавы с беспорядочным расположением частиц называют аморфными металлическими стеклами. Особенности структуры аморфных металлических стекол.

В структуре сочетается наличие областей с дальним порядком и наличие граничных областей, в которых дальний порядок отсутствует. Особенностью аморфных металлов является их неустойчивость. Свойства аморфных металлов значительно отличаются от кристаллических (N: плотность аморфных веществ меньше плотности кристаллических, однако их прочность значительно выше. По сравнению с кристаллическими металлами аморфные сплавы обладают более низкой электропроводностью).

Магнитные свойства: аморфные сплавы являются ферромагнитными. Ферромагнетизм обусловлен наличием в сплаве одного из трех элементов: Fe, Ni, Co. Многие магнитные свойства аморфных сплавов не могут быть получены в кристаллических веществах. 15. Стекло. Структура. Свойства. Стекло – это любой материал, который переходит из жидкого состояния в твёрдое без кристаллизации, независимо от его химического состава

По структуре стекло – это аморфный материал. Упругие свойства делают стекло сходным с твёрдыми кристаллическими телами, а отсутствие кристаллографической симметрии (и связанная с этим изотропность) приближает к жидким. Для стекла характерна обратимость перехода из жидкого состояния в метастабильное, неустойчивое стеклообразное состояние. Стекло не плавится при нагревании подобно кристаллическим телам, а размягчается, последовательно переходя из твёрдого состояния в пластическое, а затем в жидкое.

Склонность к образованию стекла характерна для многих веществ. 1. Твердое тело. Классификация твердых тел по структуре. Кристаллические и аморфные твердые тела. Строение идеального кристалла. 2. Твердое тело. Классификация твердых тел по типам химических связей. 3. Способы получения твердых материалов. Получение порошков для изготовления керамики.

Получение пленочных материалов и покрытий. Выращивание монокристаллов. 4. Методы исследования структуры кристаллов. 5. Точечные дефекты. Классификация. Механизм образования вакансий. Влияние точечных дефектов на свойства твердых тел. 6. Линейные дефекты. Классификация. Дислокации. Перемещение дислокаций. Поверхностные, объемные дефекты. Поверхность твердого тела как один из типов дефектов структуры.

Поверхностные состояния. 7. Диффузия в твердых телах. Причины. Механизмы. Следствия. Ионная проводимость твердых тел. Твердые электролиты. 8. Зонная теория твердого тела. Металлы. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость. Диэлектрики. Типы стёкол: 1. кварцевое стекло – состоит из чистого кремнезёма, обладает специфическими

свойствами 2. натриево силикатные – сплав кремнезёма и оксида натрия. Растворимо в воде. 3. известковые стёкла – сплав кремнезёма, оксида натрия и кальция. 4. свинцовые стекла – кремнезём, оксиды натрия, кальция, свинца. 5. боросиликатные – со значительным содержанием оксида бора. Металлические кристаллы Структура состоит из нейтральных атомов, положительных ионов и свободных электронов.

Связь имеет двойственный характер. Существует Кулоновское взаимодействие между ионами и электронами и ковалентная связь между атомами. Свойства: Широкий интервал T плавл нерастворимы, высокая электропроводность, пластичность. Методы получения твердофазных катализаторов 1. методы основанные на осаждении «-» - большое кол-во отходов «+» - получение катализатора однородного по своему составу 2. методы основанные на нанесении

активного слоя на носитель Возможно получение пропиточных и сорбционных катализаторов Пропиточный представляет из себя структуру в которой активный компонент находится в парах носителя Сорбционный при получении активный компонент взаимодействует с носителем, сорбируясь на его поверхности. По характеру распределения активного компонента на носителе выделяют следующие типы катализаторов: - равномерное распределение - корочковое распределение - центральное распределение - кольцевое распределение

Лиотропные ЖК образуются при растворении соединений в органических растворителях. Растворяемое соединение должно быть амфифильное (содержать гидрофильную и гидрофобную группировки). Между собой амфифильные соединения образуют мицеллу. Лиотропные ЖК наиболее распространены в живой природе (мембранные оболочки клеток). Для ЖК характерны фазовые переходы смешанного типа (обладают чертами перехода 1 и 2 рода).

Полимеры. Представляют собой хим соединения с высокой молекулярной массой, молекулы которых образуются за счет связывания в цепочки отдельных мономеров. Классификация: По происхождению: Природные, синтетические. По расположению атомов в молекулах: линейные, разветвленные, сшитые полимеры. По составу, конфигурации, типу звеньев полимеры, состоящие из одинаковых монозвеньев, называются гомополимеры, из одинаковых звеньев, чередующихся в определенном порядке – стереорегулярные.

Полимеры, содержащие несколько типов монозвеньев, называются сополимеры. Рассматривают закристаллизованные и незакристаллизованные полимеры. Незакристаллизованные полимеры мб в трех видах: стеклообразные, высокоэластичные, вязкотягучие. В закристаллизованных полимерах выделяют кристаллические и аморфные области. На степень кристалличности полимера в целом оказывают влияние два фактора:

1. Структура макромолекулы. Наибольшая степень кристалличности наблюдается у высокоупорядоченной структуры молекулы. 2. Межмолекулярные силы. Основные положения в теории твердофазных процессов. - скорость реакции лимитируется диффузией растворов через слой готового продукта. - слой готового продукта является достаточно компактным, находящиеся в нём дефекты не влияют на скорость реакции. - реакции на границах фаз протекают быстрее, чем в объёме готового продукта. На границе устанавливаются локальные термодинамические равновесия.

R им подробнее лимитирующую стадию процесса, т.е. перенос реагирующего материала ч-з слой готового продукта. Возможны 2 варианта переноса частиц через слой: - перенос через нормальную кристаллическую решётку - перенос через дефекты в решётке образующего продукта Данные механизмы протекают параллельно. В общем случае скорость взаимодействия зависит от размера частиц, от размера решётки и от кол-ва дефектов в ней. Методы управления твёрдофазными реакциями 1 - основан

на изменении условий проведения реакции 2 - основан на изменении исходных характеристик твёрдых реагентов 9. Изоморфизм. Правила изоморфизма. Твердые растворы. Классификация. 10. Фазовые переходы. Классификация Эренфеста. Стабильные и метастабильные фазы. Полиморфизм. Полиморфные превращения. 11. Твердофазные реакции.

Особенности. Классификация. Теория твердофазных реакций. Методы управления. 12. Вещества с промежуточной степенью кристалличности. 13. Каталитическая химия. Катализаторы. 14. Аморфные и кристаллические металлические материалы. Структура. Свойства. 15. Стекло. Структура. Свойства.