MBM 304 Kristal Kimyası 4. Hafta Dr. Sedat ALKOY 1 Kristal Sistemleri 7 temel kristal sistem ve bunlara ait 14 adet Bravais örgüsü vardır. z c β α y x b γ a Kafes - Birim Hücre x,y,z = koordinat eksenleri a,b,c = eksen uzunlukları α,β,γ = eksenler arası açılar Kübik 3 V = a Tetragonal V = a c
MBM 304 Kristal Kimyası 4. Hafta Dr. Sedat ALKOY Ortorombik Triklinik V = abc 1 + Cos α Cosβ Cosγ Cos α Cos β Cos γ V = abc Hegzagonal V = a c 3 Rombohedral Monoklinik V = abcsinβ V = a 3 3 1 3Cos α + Cos α
MBM 304 Kristal Kimyası 4. Hafta Dr. Sedat ALKOY 3 Genel Eğilim Düşük sıcaklık yapıları yüksek sıcaklık yapılarından daha yoğundur. Yüksek basınç altında oluşan yapılar düşük basınçtaki yapılardan daha yoğundur. Isıl genleşme genellikle (+) değere sahiptir.
MBM 304 Kristal Kimyası 4. Hafta Dr. Sedat ALKOY 4
MBM 304 Kristal Kimyası 4. Hafta Dr. Sedat ALKOY 5 DENSITY OF CRYSTALS & CORRESPONDING GLASS 4.0 Ref: Handbook of Physical Constants GSA Special Paper, No.36 (Birch) Equal Density Line Glass Density (g/cc) 3.5 3.0.5 Leucite Wollastonite Sillimanite Anorthite Albite Forsterite Tremolite Enstatite Garnet K Si 4 O 9 Quartz.0.0.5 3.0 3.5 4.0 Crystal Density (g/cc) Aynı kompozisyondaki bileşiğin kristal formu cam formuna göre % 0-0 arası daha yoğundur!
MBM 304 Kristal Kimyası 4. Hafta Dr. Sedat ALKOY 6 Kristal Doğrultuları ve Düzlemleri Kristalin malzemelerde belirli kristal doğrultu ve atomsal düzlemlerin tanımlanması gerekir. Bunun için üç tam sayıdan (indisten) oluşan bir kodlama sistemi kullanılır. Birim hücrenin bir köşesi temel alınarak oluşturulan ve hücrenin kenarlarına paralel bir üçlü eksen takımı kullanılarak indis değerleri belirlenir. Birim hücrenin geometrisine bağlı olarak bu eksen takımının üç ekseni birbirine dik olmayabilir (ör. Hegzagonal, rombohedral, monoklinik ve triklinik geometrileri) Doğrultu ve Düzlemlerin Gösterimi (hkl) tek bir düzlem {hkl} düzlem ailesi [uvw] tek bir doğrultu <uvw> doğrultu ailesi Kristal Doğrultuları Bir kristalografik doğrultu iki nokta arasından geçen bir çizgi veya bir vektör olarak tanımlanır. [100] x [111] [110] Birim hücrede [100], [110] ve [111] doğrultuları Doğrultu İndislerinin Belirlenmesi Eksen takımının başlangıç noktasından geçen bir vektör seçilir. Vektörün üç eksen üzerindeki izdüşümleri belirlenir. Bunlar birim hücre boyutları (a,b,c) cinsinden ölçülür. Bu üç rakam, ortak bir faktör ile çarpılarak veya bölünerek, en küçük tam sayı değerlerine indirgenir. Elde edilen bu üç indis araya virgül koymaksızın yanyana, köşeki parantez içerisinde yazılır [uvw]. Her üç eksen için negatif eksenlere uzanan doğrultuları ifade eden negatif indislerde mümkündür. Bu negatif indisler rakamın üzerine bir çizgi konarak ifade edilir. Ör: [ 1 _ 00 ] indisleri [100] doğrultusunun zıt yönünde, ona antiparalel bir vektörü ifade eder. z y
MBM 304 Kristal Kimyası 4. Hafta Dr. Sedat ALKOY 7 Kristal Doğrultuları z Doğrultu ve Düzlem İlişkileri (01) Kristallografik düzlemler de doğrultulara benzer şekilde Miller indisleri (hkl) ile ifade edilirler.birbirine paralel iki x düzlem birbirinin eşdeğeridir ve aynı indislere sahiptir. Birim hücrede (01) düzlemi Düzlem İndislerinin Belirlenmesi Düzlem hücrenin merkezini kesiyorsa; ya bir kaydırma ile paralel bir düzlem oluşturmalı veya hücrenin merkezi kaydırılmalıdır. Düzlemin eksenleri kestiği noktalar hücre parametreleri türünden belirlenir. Bu sayıların tersi alınır, dolayısıyla düzlem bir ekseni sonsuzda kesiyorsa (yani o eksene paralel ise) bu durumda nin tersi 0 olacaktır. Elde edilen sayılar ortak bir faktör ile çarpılarak veya bölünerek en küçük tam sayı değerlerine indirgenir. Elde edilen indisler parantez içerisinde, aralarına virgül koymaksızın (hkl) şeklinde yazılır. y [hkl] doğrultusu her zaman (hkl) düzlemine dik midir? Kübik sistemde her zaman diktir, fakat daha düşük simetriye sahip kristal sistemlerinde sadece belirli bazı doğrultularda dik olabilir. [uvw] doğrultusu (hkl) düzlemine paralel midir? Zon Kanunu: Eğer h u + k v + l w = 0 ise paraleldir. Ör: [ 31] doğrultusu (111) düzlemine paralel midir? (3) (1)+(1) (-1)+(- ) (1)=0 paraleldir. (h 1 k 1 l 1 ) ve (h k l ) düzlemlerinin kesişimi hangi doğrultuyu verir. Criss-Cross (Çapraz Çarpım) Kanunu u = k1 l - l1 k h1 k1 l1 h1 k1 l1 v = l1 h - h1 l h k l h k l w = h k - k h Ör: ( 310) ve ( 101) düzlemlerinin kesişimi [131] doğrultusunu verir. 1 1
MBM 304 Kristal Kimyası 4. Hafta Dr. Sedat ALKOY 8
MBM 304 Kristal Kimyası 4. Hafta Dr. Sedat ALKOY 9 Buz H O Kristal Kristal Yapı Yapı = Hegzagonal Hegzagonal a= a= 4,5Å 4,5Å c=7,37å c=7,37å Simetri Simetri = P6/mmc P6/mmc Z= Z= 44 Koordinasyon Koordinasyon = O -Tetrahedral -Tetrahedral(4H) (4H) H Lineer Lineer (O) (O) Yoğunluk Yoğunluk(ρ)= (ρ)= 1,0 1,0 g/cm g/cm 3 3 Sertlik Sertlik(H)= (H)=
MBM 304 Kristal Kimyası 4. Hafta Dr. Sedat ALKOY 10 Polyethylene (-CH -) n Polimer zincirleri genellikle aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi katlanarak düzenli bir dizilime sahip olurlar. Bu katlanan zincirler tabakasal düzenli bölgeler oluşturur. Tabakalar, 3 boyutta bir merkezden dışarıya doğru yayılan, aralarında amorf bölgeler içeren, spherülit adı verilen küresel bir şekilde dizilir. Kristalin tabakalar ve spherülit yapısı. Kristal Kristal Yapı Yapı = Ortorombik Ortorombik a= a= 7,40Å 7,40Å b=4,93å b=4,93å c=,534å Simetri Simetri = Pnam Pnam Z= Z= 44 Koordinasyon Koordinasyon = C -Tetrahedral -Tetrahedral(C+H) H Lineer Lineer (1C) (1C) Polarize ışık mikroskobunda spherulite TEM de spherulite
MBM 304 Kristal Kimyası 4. Hafta Dr. Sedat ALKOY 11 Yaygın Kullanıma Sahip Polimerlerin Mer Yapısı
MBM 304 Kristal Kimyası 4. Hafta Dr. Sedat ALKOY 1 Polimer Terminolojisi Zincirlerin Yapısı : (a) Zincir, (b) Dallanmış, (c) Çapraz bağlı, (d) Ağ -network İsotactic Atactic Syndiotactic Stereoizomerizm Polimerlerde işlevsel grupların dizilim düzeni Ko-Polimerlerin Yapısı : (a) Doğrusal Rasgele, (b) Doğrusal Alternatif Tekrarlı, (c) Doğrusal Blok, (d) Dallanmış Aşı graft