Aleksandra Willma

Magdalena Szyszka

Joanna Wosek

Inżynieria Materiałowa

rok I, semestr II

grupa II

SPRAWOZDANIE

1. Dane dotyczące wyhodowanego kryształu:

a)masa

Na pierwszych zajęciach (11.03) rozpoczęto hodowle kryształu. Do nitki zawieszonej na patyczku przymocowano zarodek i całość zważono. Ważenie powtarzano co jakiś czas. Przyrost masy kryształu w jednostce czasu przedstawiono na wykresie.

W chwili rozpoczęcia hodowli masa wynosiła (11.03) 0,34g.

Po dwóch tygodniach (25.03) - 3,86g.

Po pięciu tygodniach (15.04) - 6,69g.

Po siedmiu tygodniach (29.04) - nie wykonano pomiaru.

Po dziewięciu tygodniach (13.05) - 12,51g.

b)gęstość

Gęstość (usiłowano policzyć? ;) ) obliczono na podstawie prawa Archimedesa. Największy spośród wyhodowanych kryształów odcięto od nitki i zważono. Następnie do naczynia wlano wodę destylowaną. Naczynie postawiono na wadze, wagę wytarowano. W naczyniu z wodą umieszczono kryształ.

Masa kryształu: 4,38g.

Masa kryształu zanurzonego w wodzie: 4,35g

Różnica mas: 4,38 - 4,35 = 0,03g

Dokładność pomiaru wagi: 0,1g

Różnica pomiędzy masami jest mniejsza od błędu pomiaru, więc wynik obliczony na podstawie otrzymanych wartości byłby nieprawidłowy.

Przykładowe obliczenia gęstości kryształu na podstawie prawa Archimedesa:

Masa kryształu: 12 g

Masa kryształu zanurzonego w wodzie: 6g

Różnica mas: 12 - 6 = 6g +/- 0,1g

masa cieczy (wody) wypartej przez kryształ: 6g

gęstość wody: ρ_H2O = 1 g/cm³

objętość wypartej cieczy:

V=6g/1g*cm^-1 = 6 cm³

Objętość wypartej wody = objętość kryształu

Gęstość kryształu:

Teoretyczna gęstość kryształu:

- n=4 węzły w komórce elementarnej

- baza dwuatomowa: K i Cl

- stała sieci: a=0,629 nm

- A_k = 39 g/mol

- A_Cl = 35,5 g/mol

- N_A = 6,023 * 10²³ 1/mol

c)wygląd:

Kryształ jest przeźroczysty. Składa się z wielu drobnych kryształów połączonych ze sobą. Pojedyncze kryształy mają kształt sześcianu.

d)przewodność kryształu:

Przy użyciu omomierza zbadano przewodność kryształu. Wyhodowany kryształ nie przewodzi prądu elektrycznego. Jest to spowodowane tym że kryształ chlorku sodu ma budowie jonową, a ciała stałe o budowie jonowej nie przewodzą prądu elektrycznego.

2. Własności optyczne kryształu:

Za pomocą polaryzatora i analizatora obserwowano kryształ kalcytu i celofan.

Światło po wyjściu z kryształu wyróżniającego się anizotropią optyczną rozdziela się na dwa promienie: zwyczajny i nadzwyczajny. Promienie te są spolaryzowane liniowo, a drgania zachodzą w płaszczyznach do siebie prostopadłych. Promienie posiadają różne prędkości-prędkość promienia zwyczajnego jest taka sama w każdym kierunku, natomiast prędkość promienia nadzwyczajnego zależy od kierunku.

3. Dyfrakcyjne metody badania struktury kryształów:

Ad.1. Jaki jest obraz dyfrakcyjny sieci poziomych(pionowych) linii?

a) pionowa kreska, kropki małe i gęsto ułożone

b) pozioma kreska, kropki gęsto ułożone

c) pionowa kreska, kropki większe i rzadziej ułożone

d) pozioma kreska, kropki rzadko ułożone

e)krzyżyk złożony z małych kropek

f) krzyżyk złożony z większych i rzadko ułożonych kropek

g)? krzyżyk złożony z większych i mniejszych gęsto ułożonych kropek…?

h)krzyżyk złożony z …? większych/mniejszych i rzadko ułożonych kropek

Z obserwacji wynika, iż obraz dyfrakcyjny sieci poziomych linii jest pionową linią, natomiast obraz pionowych linii jest poziomą linią. Im rzadsze ułożenie linii w sieci, tym bardziej zwarte ułożenie obrazu dyfrakcyjnego i odwrotnie, im bardziej zwarte ułożenie linii w sieci, tym rzadsze ułożenie obrazu dyfrakcyjnego.

Ad.2. Jaki jest obraz dyfrakcyjny:

a) kwadratowej sieci punktów?

b) prostokątnej sieci punktów?

c) równoległobocznej sieci punktów?

d) sześciokątnej sieci punktów?

a) kwadratowa

b) prostokątna odwrócona (o 90º)

c) sześciokątna

d) równoległoboczna

ad3, ad4,ad5

3. Badanie struktury kryształów metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego.

a) Wiedząc, że lampa rentgenowska ma anodę z Cu wyznacz, na podstawie prawa Braggów, odległości międzypłaszczyznowe odpowiadające wszystkim zaobserwowanym refleksom dyfrakcyjnym.

długość fali anody miedziowej: λ=1,5406 Å

zaobserwowane refleksy dyfrakcyjne:

2θ₁ = 28,35º , θ₁ = 14,175º

2θ₂ = 40,75º , θ₂ = 20,375º

2θ₃ = 50,2º , θ₃ = 25,1º

2θ₄ = 58,7º , θ₄ = 29,35º

Prawo Braggów:

Å

Å

Å

Å

Wyznaczone odległości międzypłaszczyznowe wynoszą kolejno: d₁ = 3,1454Å, d₂ = 2,2122Å,

d₃ = 1,8159 Å oraz d₄ = 1,5717 Å.

b) Wiedząc, że badany materiał krystaliczny ma strukturę regularną, a refleks dyfrakcyjny obserwowany pod kątem 28,4º, pochodzi od płaszczyzn krystalicznych o wskaźnikach Millera (200) wyznacz:

- wskaźniki Millera wszystkich pozostałych refleksów

- parametr komórki elementarnej badanego związku

- rodzaj centrowania komórki elementarnej.

- wskaźniki Millera wszystkich pozostałych refleksów

Dla układu regularnego istnieje następująca zależność:

Wiadomo także, że:
, więc

Ponieważ stosunek λ²/4a² jest stały dla danego zdjęcia, wskaźnikowanie sprowadza się do znajdowania układu trzech liczb całkowitych, których suma kwadratów (również liczba całkowita) spełniałaby podane równanie.

Dla różnych płaszczyzn sieciowych stosunek kwadratów sinusów kątów odbłysku wyraża się równaniem:

Ponieważ wiadomo, iż refleks obserwowany pod kątem 28,4º pochodzi od płaszczyzn krystalicznych o wskaźnikach Millera (200), można obliczyć λ²/4a²:

więc

8=(h²+k²+l²)=(2² + 2² + 0²) (hkl) = (220)

12=(h²+k²+l²)=(2² + 2² + 2²) (hkl) = (222)

16=(h²+k²+l²)=(² + ² + ²) (hkl) = ()?

- parametr komórki elementarnej badanego związku

Å

- rodzaj centrowania komórki elementarnej.

Jest to sieć regularna, ściennie centrowana.

Nie wiem jak to policzyć i pierdolę, i tak dużo z tego podpunktu jest zrobione ;)

4. Budowanie modeli krystalicznych.

Struktura krystaliczna blendy cynkowej (ZnS) jest to struktura typu α-ZnS - B₃. Jest to sieć typu diamentu. W komórce regularnej zewnętrznie centrowanej złożonej z kationów Zn2+ są 4 aniony S2- w środkach co drugiej 1/8 części komórki.

Struktura krystaliczna lodu
Lód zaliczamy do układu heksagonalnego, w którym atomy tlenu znajdują się w rogach graniastosłupa o podstawie sześciokąta, a w środku nie ma żadnego atomu.

Struktura krystaliczna kwarcu

- 4 -

---