background image

 

AGH, Wydział Energetyki i Paliw, kierunek Energetyka 
Rok 2014/2015 
Inżynieria Materiałowa w Energetyce – ćwiczenia 
Zajęcia 3. 
Wiązania chemiczne 

Literatura: 

1.  Materials Science and Engineering. An Introduction. W.D. Callister, John Wiley & Sons 2007.  

Rozdz. 2. Atomic structure and interatomic bonding. 

2.  Wstęp do Fizyki Ciała Stałego, C. Kittel, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999. 

 Rozdz. 3. Wiązanie w kryształach i stałe sprężyste. 

3.  Chemia Ciała Stałego, J. Dereń, J. Haber, R Pampuch, PWN 1975. 

Rozdz. 1. Wiązania chemiczne w kryształach. 

 

 

 

Rys. 1. Energia odziaływań przyciągających (E

A

), odpychających (E

R

) i wypadkowych (E

N

 = E

A

 + E

R

) w 

funkcji odległości pomiędzy dwoma izolowanymi atomami tworzącymi wiązanie chemiczne. 

 

 

 

 

 

background image

 

Zadania: 

1.  Wypadkowa energia oddziaływania pomiędzy dwoma sąsiednimi atomami w funkcji 

odległości (przedstawiona na Rys. 1) może być opisana równaniem: 
 

𝐸(𝑟) = −

𝐴

𝑟

+

𝐵

𝑟

𝑛

  

 

 

 

 

(1) 

Symbole AB i n oznaczają wartości stałe >0. 

a.  Na podstawie równania wyznacz energię wiązania i równowagową odległość 

międzyatomową. 

b.  Wyznacz wartość liczbową energii wiązania i równowagowej odległości 

międzyjonowej dla oddziaływania pomiędzy jonami Na

+

 i Cl

-

, które jest opisane 

parametrami: A = 1,436 eV·nm; B = 7,32·10

-6

 eVnm

8

; n = 8. 

 

2.  Oblicz energię przyciągania elektrostatycznego pomiędzy jonami K

+

 i O

2-

 znajdującymi się w 

odległości 1,5 nm. Porównaj uzyskaną energię oddziaływania elektrostatycznego z energią 
oddziaływania grawitacyjnego pomiędzy tymi jonami. 

3.  Wypadkowa energia pomiędzy sąsiednimi atomami w funkcji odległości (przedstawiona na 

Rys. 1) może być opisana równaniem: 

 

𝐸(𝑟) = −

𝐶

𝑟

+ 𝐷 ∙ 𝑒𝑥𝑝 (−

𝑟

𝜌

)   

 

 

(2) 

Symbole CD i ρ oznaczają wartości stałe >0. 

Na podstawie równania wyznacz energię wiązania jako funkcję r

0

 opisaną parametrami D i ρ  

(stałą C można wyeliminować na podstawie równania wyrażającego warunek zerowania się 
pochodnej w punkcie ekstremum funkcji).