KURZUS: Fizika I.

MODUL: Szilárd anyagok egyéb tulajdonságai

27. lecke: Kristályok

A tananyag részletes feldolgozása:

  • tankönyv 159-től 164-ig
  • CD NODE 109-től 113-ig
A tananyag összefoglaló vázlata
  • kristályrács geometriai tulajdonságai
  • az elemi cella fogalma
  • háromdimenziós pontrácsok - sávállandó
  • kölcsönhatások a kristályrácsban
  • ionrács; atomrács; molekularács
  • fémkristályok - sávelmélet - elektronfelhő kialakulása
  • rácshibák - ponthibák - vonalhibák - felületi hibák
  • szennyezéses hibák - félvezetőgyártás
Követelmények

Legyen képes

  • helyesen alkalmazni a kristályok témaköréhez kapcsolódó fogalmakat
  • a rácshibák típusait példákkal bemutatni
  • a kristályszerkezet geometriai alakjából adott anyag rácsállandóját meghatározni
Kidolgozott feladat

A vasnak van olyan változata, amelynek kristályszerkezete szabályos kockarács. Ekkor sűrűsége kb. 7500 kg/m3. A vas relatív atomtömege 56 g/mol.
Becsülje meg ezekből, mekkora a rácsállandó!

Megoldás: 1 m3 vas tömege az adatok szerint 7500 kg.
Mivel 1 mól vas 0,056 kg tömegű, ezért ez 7500/0,056=1,34*105 mol. Ezt könnyen átválthatjuk darabra, azaz 1 m3 vas:

N = 1,34*105 * 6*1023 = 8,04*1028

atomot tartalmaz.

Szabályos kockarácsot feltételezve ha az 1 m élű kocka egy oldala mentén n darab atomot képzelünk el, akkor nyilván N = n3, ahonnét:

n = N 3 = 4,31 10 9

1 m távolságon tehát n darab atom van, azaz a rácsállandó nyilván:

a = 1 m n = 2,3 10 10 m

A vas ezen változatának becsült rácsállandója tehát 2,3*10-10 m.

Ellenőrzések
A közönséges konyhasó (NaCl) kristály szerkezetében a bázispontokban...
molekulák helyezkednek el.
atomok helyezkednek el.
ionok helyezkednek el.
A gyémánt kristályrács bázispontjaiban...
molekulák helyezkednek el.
atomok helyezkednek el.
ionok helyezkednek el.