Stato solido

Stato solido

Solido = corpo rigido e incomprimibile ha forma e volume propri

Amorfi: struttura microscopica disordinata come liquidi ad altissima viscosità (es. vetro) Isotropi: proprietà fisiche uguali in ogni direzione

Cristallini: struttura ordinata (reticolo cristallino) forma geometrica precisa Anisotropi (generalmente)

Cella elementare = più piccola porzione del reticolo cristallino che ne possiede ogni caratteristica ripetuta genera l'intero cristallo

Reticoli cristallini:

14 tipi (reticoli di Bravais)

• Triclino a ≠ b ≠ c α ≠ β ≠ γ ≠ 90°
• Monoclino a ≠ b ≠ c a = γ = 90° ≠ β + basi centrate
• Rombico a ≠ b ≠ c α = β = γ = 90° + basi centrate + corpo centrato + facce centrate
• Trigonale (romboedrico) a = b ≠ c α = β = γ ≠ 90°
• Tetragonale a = b ≠ c α = β = γ = 90° + corpo centrato
• Esagonale a = b ≠ c α = β = 90° γ = 120°
• Cubico a = b = c α = β = γ = 90° + corpo centrato + facce centrate

Particelle che appartengono alla cella elementare:

Cubico semplice:

8 particelle sono sui nodi della cella elementare

ma appartiene in tutto ad 8 celle (quelle che hanno la particella come nodo)

=> 8 · (1/8) = 1

Cubico corpo centrato:

8 sui nodi + 1 al centro

le 8 sui nodi: 1/8 (vedi sopra) quella al centro: solo questa cella

=> 8 · (1/8) + 1 = 2

Cubico facce centrate:

8 sui nodi + 6 sulle facce

nodi: 1/8 (vedi sopra) facce: 1/2 (condivise fra 2 celle)

=> 8 · (1/8) + 6 · (1/2) = 4

Massa volumica della cella elementare

d = _m/^v ← massa dell'elemento ← volume

m = _Mz/^N_a ← numero di atomi nella cella

← massa molecolare (massa molare/N_a)

=> d = _{z · M}/^{N_a · V}

=> calcolo di N_a

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Soluzioni solide

• per sostituzione: in un reticolo, alcuni atomi o ioni vengono sostituiti da quelli di un elemento diverso

Questo elemento deve avere dimensione simile (differenza del raggio < 15%) e configurazione elettronica simile a quello sostituito

• per inclusione: atomi di piccole dimensioni (H, B, C, O, N) si inseriscono nel reticolo cristallino di un altro elemento (solitamente un metallo)

Difetti strutturali nei solidi

Influiscono (anche in modo rilevante) sulle proprietà del cristallo

Difetti di punto

• Lacune/vacanze: mancanza di una particella in una posizione determinata
• atomi autointerstiziali: trovano posto nelle cavità fra gli altri atomi
• impurezze sostituzionali: degli atomi estranei sostituiscono alcuni atomi del reticolo
• impurezze interstiziali: atomi estranei si inseriscono nelle cavità fra atomi del reticolo