Teoria kwantów Plancka - emisja lub absorpcja promieniowania energii zachodzi w ściśle określonych proporcjach.
Promieniowanie elektromagnetyczne dowolnej długości fali składa się ze strumienia fotonów, z których każdy ma energię

h - stała Plancka
ν - częstość promieniowania

Relacje względności Einsteina - niewielkiej zmianie masy odpowiada ogromna zmiana energii.

Teoria fali de Broglie - jeżeli cząstka o masie m porusza się z prędkością V to z ruchem tym związana jest fala o długości λ

Zasada nieoznaczoności Heisenberga - dokładne określenie położenia i pędu cząsteczek elementarnych jest niemożliwe.




∆p - zmiana pędu cząsteczki
∆l - zmiana położenia cząsteczki
∆E - zmiana energii cząsteczki
∆t - zmiana czasu

Liczba atomowa - liczba protonów, równa liczbie elektronów, zawarta w jądrze atomu pierwiastka.

Liczba masowa - liczba protonów i neutronów w jądrze atomu pierwiastka.

Izotopy - odmiany pierwiastka różniące się liczbą masową. Liczba protonów w jądrze jest stała.

Masa molowa - to masa jednego mola substancji, liczbowo równa masie atomowej substancji.

Mol - jednostka liczności substancji jest to liczba elementów (liczba Avogarda) równa liczbie atomów zawartych w 12g izotopu węgla

Zakaz Pauliego - w atomie nie może być dwóch elektronów , które miałyby te same wartości wszystkich czterech liczb kwantowych.

Liczby kwantowe - liczby opisujące jednoznacznie stan elektronu w atomie
Liczby kwantowe

• Jednoznaczna identyfikacja elektronu w atomie.

• Wskazują że w fizyce atomowej takie wielkości jak: energia, moment pędu, moment spinowy nie zmieniają się w sposób ciągły, ale ich zmiany są kwantowe

• Określają stan energetyczny elektronu.

• Informują o gęstości prawdopodobieństwa znalezienia elektronu w atomie

n - Głowna liczba kwantowe, oznacza numer powłoki, na której znajduje się elektron. Przybiera wartości 1,2,3 etc. oraz charakteryzuje przedział energetyczny związany z położeniem elektronu
l - poboczna liczba kwantowa, charakteryzuje kształt orbitali i może przyjmować wartości od 0 do
(n-1)
m - magnetyczna liczba kwantowa, przybiera wartości od -l…0…l. okresla sposób w jaki orbital zachowuje się w polu magnetycznym
s - magnetyczna spinowa liczba kwantowa przyjmuej dwie wartości - ½, +1/2. Charakteryzuje spin elektronu

Reguła Hunda - w każdej podpowłoce kolejne elektrony obsadzają pojedynczo poszczególne orbitale, a w następnej kolejności na orbitalach tych są umieszczane drugie elektrony o przeciwnych liczbach spinowych. O kolejności zapełniania powłok elektronowych decydują względy energetyczne.

Energia jonizacji - energia potrzebna do oderwania elektronu najsłabiej związanego z atomem i przeniesienia go poza sferę oddziaływania atomu; jest ona nazywana pierwszą energią jonizacji E₁:

Druga energia jonizacji - energia potrzebna do oderwania drugiego elektronu
E₂:

Energia jonizacji zależy od:
- wielkości atomu
- ładunku jadra
- skuteczności ekranowania tego ładunku przez pozostałe elektrony
- budowy powłoki elektronowe, z której elektron jest usuwany

Elektroujemność - jest umowną miarą skłonności atomu do przyciągania elektronów podczas tworzenia wiązania chemicznego. Decyduje o charakterze wiązań chemicznych.

Stała równowagi reakcji chemicznej - stan, w którym przestają się zmieniać stężenia reagentów. Stan równowagi jest stanem dynamicznym. Procesy zachodzące z lewej strony na prawo i odwrotnie zachodzą z taka sama prędkością.

Reguła przekory Le Chateliera i Brauna - „Jeżeli układ znajdujący się w równowadze zostanie poddany działaniu zewnętrznemu tzn. zmieni się któryś z parametrów warunkujących jego równowagę, to układ będzie dążył do zmniejszenia skutków tego działania.”

Elektrolity - związki (kwasy, zasady, sole), które rozpuszczone w rozpuszczalnikach polarnych rozpadają się na jony, czyli ulegają dysocjacji elektrolitycznej. Dzielimy je na mocne - związki, których w rozcieńczonych roztworach wodnych stopień dysocjacji wynosi α = 1

Stopień dysocjacji - jest to stosunek liczby cząsteczek zdysocjowanych do liczby cząsteczek wprowadzonych.

Stała dysocjacji - K jest miarą mocy słabych elektrolitów.


Zależy od rodzaju elektrolitu, rozpuszczalnika i T.
Nie zależy od stężenia elektrolitu.
Jest wielkością bezwymiarową

Iloczyn jonowy wody - stężenie wody jest wielkością stałą, zależność przyjmuje postać

pH - logarytm ujemny ze stężenia molowego jonów wodorowych. Skala pH - ilościowa skala kwasowości i zasadowości roztworów wodnych związków chemicznych.

Iloczyn rozpuszczalności - Iloczyn stężeń jonów mało rozpuszczalnego elektrolitu w roztworze jest nazywany iloczynem rozpuszczalności tego elektrolitu. Ma on w stałej temperaturze wartość stałą.

Hydroliza - reakcja chemiczna polegająca na rozpadzie cząsteczek związku chemicznego na dwa lub więcej mniejszych fragmentów w reakcji z wodą lub parą wodną.

Bufory - są to roztwory, dla których:
- pH prawie nie zmienia się przy znacznych rozcieńczeniach
- dodatek niewielkich ilości zmiany stężenia jonów H⁺ w porównaniu z
roztworem nie zawierającym buforu

Tworzą się w układach:
- słabej zasady i jej soli z mocnym kwasem
- słabego kwasu i jego soli z mocna zasadą
- dwóch soli słabego kwasu wielozasadowego z mocna zasadą lub dwóch soli słabej zasady dysocjującej wielostopniowo z mocnym kwasem

Prawo wymiernych wskaźników - jeżeli w krysztale wybierzemy płaszczyznę jednostkowa, odcinającą na trzech osiach krystalograficznych odcinki a, b, c, i jeśli jakakolwiek inna ściana, występująca w danym krysztale, odcina na tych osiach odcinki a', b', c' to zawsze spełniony jest warunek

Sieć jonowa: zasada koordynacji - liczba koordynacyjna kationu to liczba anionów skoordynowanych z kationem określana przez dążność do tego, aby kation stykał się bezpośrednio z wszystkimi otaczającymi go anionami stykającymi się wzajemnie.

Szereg napięciowy metali - to zestawienie pierwiastków chemicznych o własnościach metalicznych, według ich potencjału standardowego E⁰. Punktem odniesienia dla tego zestawienia jest elektroda wodorowa, której potencjał standardowy przyjmuje się umownie za zero.

Potencjał standardowy - różnica potencjałów między półogniwem z rozpatrywanego metalu, pracującym w standardowych warunkach ciśnienia, temperatury oraz stężenia jego jonów 1 mol/dm³, a standardowym półogniwem wodorowym, dla którego potencjał z definicji jest równy zero.

Elektroda - półogniwo, element przewodzący prąd w rozworze zanurzonym w elektrolicie.

Katoda - elektroda, na której zachodzi proces redukcji

Anoda - elektroda, na której zachodzi proces utlenienia

Ogniwo elektrochemiczne - układ służący do zamiany energii procesów elektrochemicznych na energię elektryczną. (ks. Str. 98)

Roztwór rzeczywisty - roztwór, w którym substancja rozpuszczona występuje w postaci pojedynczych atomów, jonów lub cząsteczek o wymiarach <1nm

Roztwór koloidalny - roztwór zawierający cząsteczki substancji rozpuszczonej w przedziale 1-200nm

Zawiesina - układ dyspersyjny, w którym ziarna fazy rozproszonej są większe od 200nm

Prawo Raoulta - ciśnienie składnika mieszaniny nad roztworem wieloskładnikowym jest proporcjonalna do ułamka molowego tego składnika w roztworze


p_A - ciśnienie pary składnika A nad roztworem
p_0A - ciśnienie pary składnika A nad czystą cieczą
x_A - ułamek molowy składnika A w roztworze

Stała ebulioskopowa - stała molowego podwyższenia temperatury wrzenia substancji i rozpuszczalnika.

Stała krioskopowa - stała molowego obniżenia temperatury krzepnięcia substancji i rozpuszczalnika.

Faza - jednolita część układu, o jednakowych właściwościach fizycznych w całej masie, oddzielona od reszty układu wyraźną powierzchnią graniczną.

Reguła faz Gibbsa - Suma liczby stopni swobody układu i pozostających w równowadze faz równa się liczbie niezależnych składników powiększonych o dwa:


s - liczba stopni swobody
f - liczba faz
n - liczba niezależnych składników układu

Napięcie powierzchniowe - praca potrzebna do powiększenia powierzchni w wyniku wyprowadzenia cząsteczek z głębi cieczy na jej powierzchnię.

Lepkość - miarą lepkości jest siła potrzebna do utrzymania w ruchu jednostajnym o prędkości u = 1
warstwy cieczy, o powierzchni A = 1m² w stosunku do drugiej powierzchni oddalonej o y = 1m

Zwilżalność - zdolność do pokrywania powierzchni ciała stałego przez ciecz.

Asfalty - stanowią skomplikowane układy koloidalne miceli asfaltenowo-maltenowych stabilizowanych żywicami asfaltowymi

Emulacja

Entalpia - suma energii wewnętrznej i pracy objętościowej układu .Zależy od stanu początkowego i końcowego układu.

Entropia - miara odstępstwa układu od stanu doskonałego uporządkowania.


k - stała Boltzmanna
P - prawdopodobieństwo realizacji układu

Potencjał termodynamiczny


H - entalpia
S - entropia
T - parametr układu

Trzy prawa termodynamiki chemicznej:
I prawo termodynamiki - w zamkniętym cyklu przemian stanu wszystkich zmian energii jest równa zero



Ciepło dostarczone do układu może powodować tylko podniesienie jego energii wewnętrznej lub wykonanie pracy.
II prawo termodynamiki - zasada dążności każdego układu do stanu równowagi. W układzie izolowanym mogą przebiegać samorzutnie tylko te procesy, które prowadzą od stanów mniej prawdopodobnych do stanów bardziej prawdopodobnych.
III prawo termodynamiki - w temperaturze zera bezwzględnego entropia ciał krystalicznych równa się zero.
- zostaje osiągnięty doskonały stan uporządkowania struktury
- entropia rośnie wraz z temperaturą i zmienia się skokowo w temperaturze
przemian fazowych
- największą entropię posiadają substancje w stanie gazowym

Materia i jej właściwości:

1. Podstawowe elementy materii stanowią energia i masa. Pomiędzy energia i masą zachodzi prosta zależność zwana:

- zasadą równoważności masy i energii

- relacją względności Einsteina

2. nienaruszalność istnienia materii - prawo zachowania masy. W układzie zamkniętym suma materii, która występuje zarówno w postaci energii i masy pozostaje wielkością stałą niezależnie od przemian fizycznych i chemicznych zachodzących w tym układzie.
   ∑(E+mc²) = const.

3. Cecha materii jest jej dualistyczny charakter korpuskularno - falowy
   - możemy mówić o elementach cząstkach budujących materię
   - można opisać zachowanie materii jako ruch fali

Niestabilność jąder atomowych

Przyczyną niestabilności jąder atomowych jest nieodpowiedni stosunek neutronow do protonów.

Samorzutnym rozpadom jądrowym towarzyszy emisja promieniowania:

- α - jądro helu
- β^- - strumień elektronów e^-

^- β⁺ - strumień pozytronów e⁺

- γ - promieniowanie elektromagnetyczne

Podstawowe typy przemian (notatki str 8)

Układ okresowy pierwiastków - tabela, która obejmuje wszystkie pierwiastki chemiczne, uporządkowane według wzrastających liczb atomowych, zgodnie z ich strukturą elektronową.

Zmienność właściwości atomowych pierwiastków

• energia jonizacji

• elektroujemność - rośnie w okresie, maleje w grupie

• promienie atomowe - rosną w grupach, maleją w okresie.

• wartościowość - jest to liczba oddawanych lub przyjmowanych elektronów w procesie tworzenia wiązania chemicznego

Wiązanie chemiczne według klasycznej definicji to każde trwałe połączenie dwóch atomów. Wiązania chemiczne powstają na skutek uwspólnienia dwóch lub więcej elektronów pochodzących bądź z jednego, bądź z obu łączących się atomów lub przeskoku jednego lub więcej elektronów z jednego atomu na atom i utworzenia w wyniku tego tzw. pary jonowej.

1. wiązania spowodowane przez siły I rzędu, powstające wskutek wymiany elektronów

1. wiązania atomowe (kowalencyjne) ΔE ≤ 0,4, spolaryzowane ΔE≤1,7

- powstaje, między atomami o zbliżonej elektroujemności
- uwspólnienie elektronów sąsiadujących atomów
- wiązanie między atomami elektroujemnymi

- wiązanie wysokoenergetyczne
- drobiny są „wysycone chemicznie”, dlatego w temperaturze pokojowej SA to gazy, ciecze lub ciała stałe o małej twardości i niskiej temperaturze topnienia.
- nie przewodzą prądu po stopieniu i rozpuszczeniu w wodzie
- rozpuszczalne w rozpuszczalnikach niepolarnych

- przykłady: O₂, N₂,H₂O, C₆H₆

* wiązanie koordynacyjne - odmiana wiązania atomowego - wiązanie donorowo - akceptorowe (donor - atom od którego pochodzi wiążąca para elektronowa, akceptor - atom przyłączający par elektronową na wolny orbital)

* wiązania wielokrotne - może być realizowane przez jedną, dwie lub trzy pary elektronowe

2. wiązanie jonowe ΔE > 1,7. Powstaje w wyniku przekazania przez atom elektrododatni elektronu atomowi elektroujemnemu. Powstają przy tym przejściu kationy i aniony przyciągające się zgodnie z prawem Coulomba.
   - przykłady: NaCl, KF, CaCl₂

właściwości substancji opartych o to wiązanie:
- jest to wiązanie miedzy atomem elektrododatnim a elektroujemnym
- wiązanie bezkierunkowe - łatwości budowy sieci krystalicznych - związki jonowe to ciała stale
- siły wiążące są znaczne (wiązanie wysokoenergetyczne), co powoduje, że związki jonowe to substancje o wysokiej temperaturze topnienia i wrzenia.
- substancje jonowe nie przewodzą prądu w stanie stałym. Po stopieniu dobrze przewodzą prąd
- w cieczy polarnej ulęgają dysocjacji na jony i wtedy ich roztwory przewodzą prąd elektryczny
- związki te wykazują niska rozszerzalność cieplną
- kryształy jonowe wykazują własności kruche

3. wiązanie metaliczne

- uwspólnienie części elektronów walencyjnych bardzo wielu atomów

- wiązanie między atomami elektrododatnimi

- tylko w fazie stałej

- dobre przewodnictwo elektronowe, malejące ze wzrostem temperatury
- łatwość efektu fotoelektrycznego
- wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej

- dobre przewodnictwo cieplne

- plastyczność, kowalność, odporność na uderzenie

- ciała stałe

- wysoki współczynnik załamania światła
- przykłady: Fe, Cu, Na, stopy metaliczne

2. wiązania spowodowane przez siły II rzędu, niezwiązane z wymianą elektronów pomiędzy atomami:

1. wiązanie van der Waalsa międzycząsteczkowe, w. międzymolekularne

- elektrostatyczne przyciąganie trwałych lub chwilowych dipoli

- przykłady: zestalanie się gazów szlachetnych w niskich temperaturach

Polaryzacja - przesunięcie środków ciężkości ładunków elektrycznych w układzie

Moment dipolowy - wektor skierowany od ujemnego do dodatniego bieguna dipola

Cząsteczki homojądrowe - nie ulegają
Cząsteczki heterojądrowe - ulegają

Hybrydyzacja orbitali atomowych - uśrednienie orbitali atomowych

Hybrydyzacja orbitali atomowych

Informacje wypływające ze standardowego szeregu napięciowego metali

(k. str. 96)

Ogniwo korozyjne tworzy się:

- dwa różne metale będące w bezpośrednim kontakcie stykają się z elektrolitem

- metal niejednorodny pod względem składu chemicznego, struktury czy naprężeń mechanicznych styka się z elektrolitem
- metal jednorodny styka się z elektrolitami o różnym składzie chemicznym, różnych stężeniach, różnym napowietrzeniu

Rodzaje ogniw korozyjnych

1. ogniwo stykowe - powstaje przy zetknięciu się dwóch różnych metali ze sobą i ze wspólnym elektrolitem. Na powierzchni stopów o strukturze wielofazowej tworzą się mikroogniwa stykowe, w których ziarna kryształów różnych faz zachowują się podobnie jak liczne elektrody ogniw galwanicznych, dlatego też wszystkie stopy wielofazowe SA mniej odporne na korozję niż stopy jednofazowe. (k. str99)

2. ogniwo stężeniowe - tworzy się na tych powierzchniach, gdzie elektrolit mający kontakt z powierzchnią ma w rożnych miejscach różne stężenia. Typowy przykład ogniwo tlenowe

3. ogniwo naprężeniowe - powstaje gdy metal mający kontakt z elektrolitem znajduje się pod działaniem naprężeń, tzn. występują w nim różnice potencjałów. Naprężenia mogą być spowodowane występowaniem różnic w budowie krystalicznej lub różnicami w składzie chemicznym metalu na granicy ziaren i wewnątrz nich

4. ogniwa temperaturowe - tworzą się, gdy rożne części metalu znajdują się w elektrolicie o jednakowym składzie i stężeniu, ale różnej temperaturze

oceny korozji:

1. metoda wizualna oceny zmian wyglądu powierzchni

2. metoda oceny zmian masy i wymiarów

3. metoda oceny częstotliwości występowania zmian korozyjnych oraz ich głębokość

4. metodę oceny zmian właściwości mechanicznych

5. metoda oceny korozji podpowłokowej

postępu korozji ocenia się na podstawie szybkości korozji wagowych lub liniowej, której stanowią odpowiednio pierwszą pochodną ubytków wagowych lub liniowych zmian korozyjnych po czasie t działania korozji.

Woda (struktura i właściwości)

1. Budowa molekuł wody wynika z hybryd sp³

2. W ciekłej wodzie wskutek zbliż molekuł H₂O następuje uporządkowanie na bliski zasięg.

Średnia wielkość asocjatów wody w zależności od temperatury: ~0°C ok.100

3. W temp. 0°C powstaje lód - symetria uporządkowana i liczba koordynacyjna 4; Lód (wszystkie cząstki H2O związane, LK=4, 0°C -> woda (zerwanie części wiązań wodorowych), 100°C -> para wodna (brak wiązań między drobinami H2O; Wiązanie wodorowe powoduje, że woda w przyrodzie występuje w postaci ciekłej i stałej, a nie tylko jako gaz; Największa gęstość wody w temp. 4°C;

4. Formy występ wody w przyrodzie: a) 70% powierzchni ziemi pokryte wodą b) w postaci pary w atmosferze c) woda gruntowa e) związana w ciałach stałych

5. Woda związana w c. stałych: a) woda krystalizacyjna (związana chemicznie) - wydzielanie wody powoduje zniszczenie sieci krystalograficzna substancji: -koordynacyjna silnie związane z jonami -zajmuje określ miejsca w sieci krystalicznej, nie związane bezpośrednio z jonami -konstytucyjna, występuje w strukturze krystalicznej w postaci grup hydroksylowych b) woda. związana fizykochemicznie. (sorpcyjnie): -śród-węzłowa (zeolity) -między-pakietowa, usuwanie jej nie niszczy struktury krystaliczne substancji, w pewnym zakresie temp odbywa się w sposób odwracalny c)woda związana fizycznie. (mikrokapilarna d<10^-7m,makrokapilarna d>10^-7m,zwilżania)

Woda związek fizko-chemiczny na powierzchni ciała stałego w cienkiej warstwie ma własną gęstość:1,3-2,4g/cm³, przewodnictwo elektryczne: 0, stałą dielektr:2,2. Każda następna warstwa jest słabiej związana z powierzchnią ciała stałego, a właściwości zbliżają się do wody swobodnej

Wpływ rodzaju wiązania na właściwości substancji krystalicznych

Pasmowy model ciała stałego
Obowiązuje dla wszystkich ciał stałych. W ciele stałym rozszczepienie poziomów energetycznych atomów tworzących sieć na pasma energetyczne zachodzi zgodnie z teoria pasmowa ciała stałego nie tylko w metalach ale i w innych ciałach stałych

Pasma energetyczne:

Pasmo podstawowe-całkowicie wypełnione elektronami

Pasmo przewodnictwa - całkowicie puste

Metal - oba pasma zachodzą na siebie, pokrywają się

Izolator - duża przerwa miedzy dwoma pasami E>5eV

Półprzewodnik - mała przerwa miedzy pasmami E=1 do 2 eV

Wpływ parametrów (c, T, p) na stan równowagi reakcji chemicznej
Wpływ temp. na stan równowagi - zmiana temp. reakcji jako jedyny z parametrów zmienia wartość stałej równa K(T). Wpływ temp na „K” (równanie Areheniusa): lnK=-E_a/RT +C. Wzrost temp przyspiesza reakcję w obu kierunkach, a więc przyspiesza osiągnięcie stanu równowagi wzrost temp. przyspiesza w większym stopniu tę reakcję, która przebiega z pobraniem ciepła niż przeciwstawną jej reakcji egzotermicznej.

Wpływ stężeń reagentów na stan równowagi - jeżeli układ nie jest zamknięty, a jeden z produktów reakcji jest lotny i usuwany ciągle z układu to wówczas stan równowagi zostanie przesunięty, a reakcja będzie przebiegać pozornie nieodwracalnie aż do momentu zaniku jednego z substratów. Wprowadzenie produktów do układu zamkniętego w stanie równowagi zwiększy szybkość odtwarzania substratów.

Wpływ ciśnienia na stan równowagi - ciśnienie ma istotny wpływ na stan równowagi gdy reakcja przebiega z udziałem fazy gazowej, w której całkowita liczba gazowa cząsteczek wszystkich reagentów ulega zmianie:
1. ∆n=0 - miana ciśnienia nie zakłóca stanu równowagi
2. ∆n>0 - wzrostowi ciśnienia układu stara się przeciwdziałać przez zmniejszenie objętości (następuje odtworzenie substratów)
3. ∆n<0 -podwyższenie ciśnienia powoduje przesunięcie stanu równowagi w kierunku tworzenia większej ilości produktów, uprzywilejowana jest reakcja, w wyniku której następuje zmniejszenie objętości
4. Aby zwiększyć wydajność uzyskania produktów: a)obniżyć temp. i zwiększyć ciśnienie b) zwiększyć temp. i obniżyć ciśnienie

Elementy sieci krystalograficznej (opisuje uporządkowanie przestrzenne jonów, atomów, cząsteczek w sieci krystalicznej. Każda substancja krystaliczna na swój podstawowy czworościan)

• węzły sieci - punkty w których znajdują się składniki budujące siec

• prosta sieciowa - prosta przechodząca przez siec na której w równych odstępach znajdują się węzły sieci

• okres translacji(stała sieciowa) - najkrótsze odcinki miedzy sąsiednimi węzłami

• płaszczyzna sieciowa - przechodzi przez równooddalone i równolegle proste sieciowe

• elementarna komórka sieciowa - najmniejszy fragment sieci przestrzennej substancji krystalicznej którego powtarzanie pozwala na odtworzenie całej sieci

Układy krystalograficzne
to system klasyfikacji kryształów ze względu na układ wewnętrzny cząsteczek w sieci krystalicznej. System wyróżnia siedem układów, w których wyróżnia się 32 klasy krystalograficzne. Każda klasa ma inny rodzaj symetrii w układzie cząsteczek w krysztale. Większość kryształów przyjmuje formę regularnego wielościanu. Wewnątrz kryształu atomy, jony i cząsteczki są uporządkowane przestrzennie w określony, regularny sposób. Istnieją minerały nie mające struktury krystalicznej - amorficzne (bezpostaciowe), zwane też szkłami, np. opal UKŁADY KRYSTALOGRAFICZNE: U. regularny(sześcienny)np sól kamienna, diament a=b=c α=β=γ=90; U. tetragonalny np. cyrkon szelit a=b≠c α=β=γ=90 ; U. heksagonalny np. beryl grafit a=b≠c α=β=90γ=120 ; U. trygonalny np. kwarc kalcyt a=b=c α=β=γ≠90 ; U. rombowy np. siarka oliwin a≠b≠c α=β=γ=90; U. jednoskośny np. gips ortoklaz a≠b≠c α≠90β=γ=90; U. trójskośny np. albit rodonit a≠b≠c α≠β≠γ≠90

Kondensacja krzemianów

• Ortokrzemiany wyspowe [SiO₄]₄

• Pirokrzem [Si₂O₇]₂

• Krzemiany pierścieniowe [SiO₃]₂

• Krzemiany łańcuchowe [SiO₃]₂

• Krzemiany wstęgowe [Si₄O₁₁]₄

• Krzemiany warstwowe [Si₄O₁₀]₄

• Krzemiany przestrzenne [SiO₂]

Ochrona przed korozją elektrochemiczną
a) Ochrona katodowa za pomocą protektorowej(traconej) anody Płytki metalu- anoda konstrukcja- katoda
b) Ochrona katodowa za pomocą prądu zewnętrznego. Połączenie chronionego obiektu z ujemnym biegunem słabego źródła napięcia stałego, obiekt staje się katodą. Anoda może być C lub metal odporny na korozje.
c) Ochrona anodowa- stosowana dla metali na których tworzą się warstewki pasywne- wystarczy niewielki prąd do utrzymania szczelnej warstewki pasywacyjnej lub stosuje się metale szlachetne jako dodatki stopowe tworząc katody lokalne w procesie korozji.

Spoiwa mineralne - materiały wiążące pochodzenia nieorganicznego; są to rozdrobnione materiały, które wymieszane z wodą lub odpowiednimi roztworami soli ulegają twardnieniu dając masę. Ze względu na zachowanie w środowisku wodnym dzieli się je na: powietrzne(twardnieją w powietrzu, wykazują znaczny spadek wytrzymałości w wodzie), hydrauliczne (twardnieją w powietrzu i w wodzie, w obu środowiskach wykazują dobre w właściwości hydrauliczne).

Moduły cementów hydraulicznych
hydrauliczny M_H= CaO /(SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃),
krzemianowy M_k= SiO₂/(Al₂O₃+Fe₂O₃),
glinowy M_g= Al₂O₃/Fe₂O_3.

Podstawowe tlenki i minerały cementu portlandzkiego
Alit (krzemian trójwapniowy) 3CaO*SiO₂ 30-65%
Belit (krzemian dwuwapniowy) 2CaO*SiO₂ 15-45%
Glinian trójwapniowy 3CaO*Al₂O₃ 5-15%
Braunmilleryt (glinożelazian czterowapniowy) 4CaO*Al₂O₃*Fe₂O₃ 5-15%
Trójglinian pięciowapniowy 5CaO*3Al₂O₃ 1-2%
Gips (siarczan wapnia dwuwodny) CaSO₄*2H₂O 2-5%

Defekty sieci krystalicznej

• punktowe:

• stechiometryczne - (brak jonów o przeciwnych znakach, elektroujemność sieci zostaje zachowana; typowy dla sieci jonowej o dużej koordynacji np. CsCl): defekt Schottky'ego - brak pary jonów, defekt Frankla - zajęcie przez jon miejsca międzywęzłowego (typowy dla sieci jononwej o niskiej koordynacji),

• nie-stechiometryczne - (nadmiar pierw. metalicznego, brak anionu, ładunek równoważy obecność elektronu; nadmiar pierwiastka metalicznego - występowanie dodatkowego kationu w pozycji międzywęzłowej, ładunek sieci równoważy elektron w pozycji międzywęzłowej; niedomiar pierw. metalicznego - w węźle brak jonu dodatniego, sąsiedni węzeł zajmuje kation o wyższym ładunku). Występowanie defektu nie-stechiometrycznego w krysztale nadaje możliwość przewodzenia prądu elektrycznego

• zaburzenia liniowe

• dyslokacje: krawędziowe (dodatnie półpłaszczyzny), śrubowe(skręcenie dwóch części kryształu). W krysztale rzeczywistym występują dyslokacje mieszane krawędziowe-śrubowe(efekt nieprawidłowego wzrostu kryształu)

• powierzchniowe - stan atomów powierzchniowych różni się od tych wewnątrz kryształu; zwiększenie ilości dyslokacji przez: obniżenie modułu E, poprawa kowalności, osłabienie mechaniczne; zablokowanie dyslokacji zwiększa moduł sprężystości, poprawia wytrzymałość mechaniczną.

Szkło - dowolna substancja, która przy ochłodzeniu przechodzi w sposób ciągły od stanu zwyklej cieczy do stanu, w którym jej lepkość przekracza 10¹³P, pozostająca w głównej swej masie w stanie nieskrystalizowanym. Jest jednorodnym, izotropowym i bezpostaciowym materiałem.
Warunek konieczny powstania szkieł - wystąpienie mieszanego charakteru wiązań.

Podział szkieł:

• szkło nieorganiczne (o wiązaniach jonowo-atomowych np. tlenkowe, elementami budowy są jony),

• organiczne (polimery o wiąz. Atomowych i van der Waalsa, elementami budującymi są cząsteczki),

• metaliczne(wiązania metaliczno-atomowe, elementami budującymi są zręby atomowe np. arsen).

Zwiększenie wytrzymałości mechanicznej szkieł:

• hartowanie - szybkie schładzanie powierzchni zimnym powietrzem,

• usuwanie wad powierzchniowych przez trawienie kwasem fluorowodorowym; krystalizacja powierzchni szkła przez naniesienie odpowiednich preparatów i obróbkę termiczną, daje to wzrost twardości i naprężenia ściskające,

• zabezpieczenie powierzchni preparatami nieorganiczno-organicznymi o właściwościach hydrofobizujących co chroni przed działaniem pary wodnej, kąpiele w roztworach wodnych lub stopionych solach,

• produkcja szkła o budowie warstwowej.
  

Właściwości roztworów koloidalnych

• Cząstki fazy rozproszonej są na tyle duże, że roztwory obserwowane pod kątem prostym do kierunku padania światła, wykazują rozproszenie promieniowania świetlnego - efekt Tyndalla

• Wykazują charakterystyczne ruchy Browna i nie ulegają sedymentacji

Podstawowe surowce ceramiki tradycyjnej (ich rola w procesie technologicznym)

Podstawowe etapy technologii ceramiki

Proces spiekania wyrobów ceramicznych

Podział kationów wchodzących w strukturę szkła:

• Kationy szkłotwórcze wykazują liczby koordynacyjne 3 lub 4 wobec anionu tlenowego Si⁴⁺, B³⁺, P⁵⁺, Ge⁴⁺, As³⁺ As⁵⁺, wysokie potencjały jonowe, wysoką wartość siły wiązania kation O^2-.

• Kationy modyfikujące: Na⁺, K⁺,Ca²⁺,Pb²⁺,Ba²⁺ mają niski potencjał jonowy, wysokie liczby koordynacyjne, niską wartość siły wiązania kation - tlen; zmieniają właściwości szkła: obniżają temp. mięknięcia szkła, zmniejszają odporność chemiczną na działanie korozyjne, w większych ilościach powodują krystalizację szkła.

• Kationy pośrednie: Al³⁺,Zr⁴⁺, Be²⁺, nie mogą same utworzyć szkieł z tlenem, mają możliwość wchodzenia w sieć szkła zastępując jony szkłotwórcze, wykazują liczby koordynacyjne 3 lub 4 w stosunku do tlenu, ich potencjały jonowe mają wartości pośrednie między kationami szkłotwórczymi a modyfikującymi, jony powodują wzrost temp. mięknięcia szkieł, twardość szkieł, odporności chemicznej.

• Kationy krystalizujące:Ti⁴⁺, W⁶⁺, Mo⁶⁺ wykazują: duże wartości potencjałów jonowych, wysokie liczby koordynacyjne. Przy schładzaniu skupiają wokół siebie aniony, utrudniając tworzenie ciągłej więźby szkła.

Warunki pojawienia się barwy w szkłach

Podział związków organicznych
Węglowodory: alkany, alkeny, alkiny
Pochodne węglowodorów: białka, kwasy karboksylowe, estry kwasów karboksylowych, alkohole

Podział polimerów w zależności od przebiegu reakcji oraz budowy
Podział wg budowy: liniowe, rozgałęzione, usieciowane, drabinkowe, grzebieniowe
Podział wg przebiegu reakcji:

• polimeryzacja addycyjna łańcuchowa - monomery reagują ze sobą bez produktów ubocznych

• polimeryzacja addycyjna stopniowa -bez produktów ubocznych. Niektóre atomy poszczególnych monomerów migrują

• kondensacyjne - łączenie monomerów z produktami ubocznymi

• naturalne modyfikowane chemicznie

Podział tworzyw sztucznych ze względu na charakter odkształcenia przy obciążeni oraz działanie temperatury - Podział wg charakteru odkształcenia:

• elastomery - wykazują wydłużenie powyżej 100%

• plastomery - przy niewielkich obciążeniach odkształcają się odwracalnie, a przy wyższych do momentu zniszczenia

Podział ze względu na temperaturę:

• termoplasty - w podwyższonej temp. stają się plastyczne, zbyt wysoka temp. powoduje rozkład tworzywa

• duroplasty - przechodzą nieodwracalnie ze stanu plastycznego w stan utwardzony

Podstawowe surowce ceramiki tradycyjnej (ich rola w procesie technologicznym)

Podstawowe etapy technologii ceramiki

Proces spiekania wyrobów ceramicznych

Warunki pojawienia się barwy w szkłach

Tworzywa silikonowe

Ogólne właściwości tworzyw sztucznych

Minerał ilasty - główny składnik skał ilastych, niewielka twardość (do 2.5 w skali Mohsa), głównie są to zasadowe krzemiany i glinokrzemiany glinu magnezu i żelaza

Skalenie - glinokrzemiany przestrzenne potasu, sodu i wapnia, dość duża twardość (6-6.5 w skali Mohsa)

Stan szklisty - stan skupienia, w którym materia nie posiada uporządkowania dalekiego zasięgu, a jedynie grupy lokalne zagęszczenia materii

Węglowodory - organiczne związki chemiczne zawierające w swojej strukturze tylko atomu węgla i wodoru

Tworzywa sztuczne - materiały oparte na polimerach syntetycznych lub zmodyfikowanych naturalnie

Podaj wszystkie informacje wynikające z zapisu

- liczba protonów w jądrze 20
- liczba elektronów w atomie 20
- liczba porządkowa w układzie okresowym 20
- liczba neutronów w jądrze 20 (= 40 - 20)
-

elektrony walencyjne; okres 4; rodzina główna 2
- pierwiastek elektrododatni (metal)
- maksymalna wartościowość dodatnia +2
- wzór tlenku XO

Podaj miejsce w układzie okresowym pierwiastka o następującej powłoce walencyjnej o następującej powłoce walencyjnej:
4s¹ 4 - okres 1. rodzina główna max wartość dodatnia +1 wzór tlenku - X₂O
3s²p⁴ 3 - okres 16. rodzina główna max +6 XO₃
5s²4d¹⁰5p² 5 - okres 14. rodzina główna max +4 XO₂
4s²3d⁵ 4 - okres 7. rodzina główna max +7 X₂O₇

Podaj maksymalną wartościowość dodatnią i ujemną dla:

N(s²p³) rodzina główna 15
max wartość dodatnia +5 N2O5, HNO3
max wartość ujemna -3 NH3, NH40H

S(s²p⁴) rodzina główna 15
max wartość dodatnia +6 SO₃, H₂SO₄
max wartość ujemna -2 H₂S, ZnS

---