tipi di legame nei solidi:covalente e ionico

il legame dovuto allenergia di attrazionecoulombiana di origine elettronica:

C

CC

CC

legami sp3 delcarbonio nel diamante

- legame ionico: derivadallattrazione coulombiana fra

ioni elettroni localizzati invicinanza degli ioni, simmetria

sferica intorno agli ioni, energia dilegame abbastanza alta,solido

indeformabile ma fragile, isolante

- legame covalente: di norma localizzatolungo la direzione interatomica (legame )

alta energia di legame,solido molto duro, indeformabile, isolante

cristallo di Na Cl

ClNa

Na

Cl

Cl

Na

Na

legame idrogeno elegame di van der Waals

legami idrogeno dellamolecola H2O nel ghiaccio

- legami ponte-idrogeno: formatida molecole polari con uno o pi

atomi di idrogeno lidrogenoionizzato, con le sue piccole dimensioni

fa da ponte fra due ioni O

O

H

O

O

H

H

O

H

- legame molecolare o di van derWaals: deriva dallattrazione

coulombiana fra dipoli creati perfluttuazione della nuvola

elettronica energia di legamemolto debole, si forma solo a bassa

T, tipico di gas nobili

E 3 meV T=E/kB

T 310-3/10-4 30 K

legame metallico elegami ibridi

- legame metallico: dovuto allanuvola di elettroni quasi liberisimmetria sferica intorno agli ioni

(sfere impacchettate), energie di legamemodeste, elettroni delocalizzati, solidi

duttili, buoni conduttori

struttura a sfere impacchettatetipica di molti metalli

- legame ibridi:compresenza di

legami di tipo diverso

cristallo di grafite: legamicovalenti -sp2 nel piano,

legami metallici fra i piani

C

C

CC

C

C C

1 eV/at 6 1023 eV/mol

105 J/mol 25 kcal/mol

energie dicoesione

deglielementi

1 eV/at 6 1023 eV/mol

105 J/mol 25 kcal/mol

energie dicoesione disolidi ionici

*** calcolato con il modello diMadelung:- fra primi vicini attrazionecoulombiana con repulsione apiccole distanza;- fra secondi vicini repulsionecoulombiana;- fra terzi vicini attrazionecoulombiana; ...

reticolo: sequenza periodica di punti nello spazio che lo riempie senza lasciare dei vuoti

reticoli e strutture cristallini

cnbmalRrrrr

++=con l, m, n numeri interi

ar

br

cr

Rr

Rr

Rr

vettore del reticolo diretto

l=2m=4n=1

i 14 reticoli di Bravais

reticolo e basebase: gruppo di atomi che siripete con la sequenzaperiodica del reticolo

pu essere: monoatomica metalli

biatomica diamante, Na Cl

ClNa

NaCl

Na

Na

ClNa

ClNa

C

C

C

C

C

C

reticolo, base estruttura

cristallinabasepoliatomicadellYBCO

yttrio

bario

rame

ossigeno

cella

reticolo+

base=

struttura

difetti reticolari

vacanza

dislocazione

impuritsostitutiva

impuritinterstiziale

atomointerstiziale

diffrazione di raggi X da un reticolo

condizione di Bragg:la differenza di

cammino fra i dueraggi deve essere

multipla di 2d sin = n

diffrazione di raggi X da un reticolo

nRkRk =rr

'

nknRkk p2)'( == rrr

Gnkkrrr

= '

vettore del reticolo reciprocoRRG

p2=

r

altro modo di calcolare ladifferenza di cammino

il reticolo reciproco

vettore delreticolo reciproco

RR

G p2

=r

kr

'kr

'kr

Grar

br

cr

R

con R=distanza fra i pianiR

Gp2

=r

modulo: direzione:

perpendicolare al piano

caG =

Gkkr

hrr

h = )'(

impulso trasferito al reticolo:il reticolo pu assorbiretrasferimenti di quantit dimoto solo in multipli interi diuno dei suoi vettori G

r

diffrattometri

cristallo singolo

polveri

raggi X ereticolo reciproco -G11

-G10210

211

granelli dipolvere ruotati

G11

d11

G11

d10

G10 k-G10

k

210

massimo Gesplorabile =2k

G11 = 2 G10

diffrazione di Laue

spettro di diffrazione