MH1004 F2

Vad är amorf struktur?

Amorf struktur är oregelbunden packning av atomer i ett material. Atomerna ligger slumpmässigt, det är typiskt för komplexa molekyler och vid snabb stelning. Har ett packningstal på mindre än/lika med 0.64.

Vad är kristallin struktur?

Kristallin struktur innebär att atomerna har en regelbunden packning. Täta, regelbundet packade strukturer har lägst energi. De har ett packnings tal = 0.68. Atomerna ligger i periodiska 3D gitter. Typiskt för metaller, många keramer och några polymera material.

Vad är en enhetscell?

Finns i kristallina material/metaller. En enhetscell är den minsta repeterbara enhet som behövs för att beskriva atomgittret.

Vad är SC?

Enkel kubisk struktur, väldigt sällsynt och ovanlig. Bara ämnet Po. Kubkanterna är tätpackade riktningar och det är 1 atom/enhetscell. 6 st närmsta grannar

Vad är BCC?

Body centered cubic / rymdcentrerat kubiskt gitter. Vanligt gitter (ca 14 ämnen). De tätpackade riktningarna är kubens rymddiagonal. Det är 2 atomer/enhetscell. APF för ett rymdcentrerat kubiskt gitter är 0.68. Ex krom, volfram, alfa-järn etc. Antal närmsta grannar är 8

Vad är FCC?

Face Centered Cubic / ytcentrerad kubiskt gitter. Ett av de vanligaste gittren för metaller och keramer. De tätpackade planen syns om en hörnatom tas bort. Tätpackade riktningarna är sidoytornas diagonaler. 4 atomer/enhetsceller. APF är 0.74. Antal närmsta grannar 12.

Vad är olika sätt att stapla atomer i en tätpackade atomstruktur?

ABC (FCC) och ABAB (HCP). ABC går inte att ‘se’ igenom de tätpackade planen. ABAB har ‘hål’ som det går att ‘se’ igenom

Vad är HCP?

Hexagonal Close-packed/hexagonalt tätpackat. Är ett mycket vanligt gitter (24st ämnen), tätpackade plan i botten/mitt/topplan. ABAB- sekvens av stajling av tätpackade plan. APF-00.74 (samma som för FCC). Ex kobalt, magnesium, zink

Vad är formeln för densitet och vad beror densiteten på?

Densiteten beror på bland annat atomstrukturen och olika atomstrukturer kan ha olika densiter. Ex rent järn kan vara både BCC och FCC och därmed ha olika temperaturer.

Vad bestämmer densiteten hos ett material?

Densiteten beror huvudsakligen på atomvikten. Metaller har hög densitet pga tunga atomer. Polymerer har låg densitet pga lätta atomer. Storleken på atomer & hur de packas påverkar också densiteten men i mycket mindre grad.

Vad är det för bindning/struktur i keramer?

Det är huvudsakligen jonbindning, ibland kovalent binding. Sannolikheten för jonbindning ökar med skillnad i elektronegativitet.
Det är oxidstruktur; syre-anjonen är mycket större än metall-katjonen. Syreanjonen är i ett tätpackat gitter (vanligen FCC) och katjonerna i hålrummen i anjonstrukturen.

Vad innebär laddningsneutralitet?

Nettoladdning i gittret måste vara 0.

Vad är koordinationstal?

Antal närmsta grannar. Antal närmsta grannar med motsatt laddning ökar med r_katjon/r_anjon förhållandet. Antalet anjoner man kan arrangera runt en katjon ger strukturen

Vilka strukturer kan keramer ha?

Keramer kan vara både kristallina och amorfa. Där byggstenen är SiO4 tetraeder. Kvarts är kristallin och glas är amorft. Amorfa strukturen gynnas av tillsats av föroreningar som (Na+. Mg2+) som stör uppkomsten av ett kristallint gitter. Snabbt stelnande hindrar bildandet av den kristallina strukturen.

Beskriv några versioner av kol

Diamant - hårdaste ämnet man känner till, hård/spröd - inga glidplan. Leder värme men inte elektricitet.

Grafit - har 2 dimensionella plan som hålls samman med kovalenta bindningar. De olika planen gliet lätt mot varandra. Leder elektricitet bra.
Graften - ett enda lager kolatomer ordnade i hexagonalt mönster. Extremt stark, flexibelt och nästan genomskinligt. Leder elektricitet mycket bra.

Fulleren - består av 60 kolatomer i en sfärsik molekyl.

Nanotuber - De största enskilda molekylerna, samt bildar det starkaste material som finns

Vad är en polymer?

En polymer är en molekyl sammansatt av många små molekyl-enheter (monomerer) som är bundna till varandra kemiskt så att de tillsammans bildar en makromolekyl (en polymer). Kan liknas ett pärlhalsband, där varje pärla representerar en monomerenhet. Det finns 200 - 10 000 repeterande enheter i varje kedja.

Beskriv sambandet mellan polymerers struktur och egenskaper

Poly”mer”, olika “meter” ger olika egenskaper. Kovalenta bindningar inom kolkejdan ger hög styrka. Tvärbindningar mellan kolkedjorna ger ökad elasticitet och styrka. Polymerer binder normalt till varandra genom svaga vätebindningar, starka tvärbundna kol-kol-bindningar finns i termoplaster och elastomerer. De kristallina strukturen i polymerer är att kedjemolekylen antar en veckad form där kristallerna är tunna lameller som växer ut radiellt från en kärna och förgrenas. Polymerers mekaniska egenskaper är är kraftigt tids- och temperaturberoende. Minskade Temp: ökar E-modul, ökar brottspänning, minskar duktilitet

Förklara termoplasters struktur

Termoplaster är amorfa eller delkristallina. Vid höga temperaturer kan polymerkedjorna ändra konfirmation. När en polymer svalnar och övergår i fast fas kan det ske som amorf polymer struktur eller kristallin polymer struktur. PET-flaska är delkristallin.

Förklara olika polymera strukturer

a) ingen regelbunden upprepande struktur av polymerkedjorna, en glasartad eller amorf struktur, typiskt för termoplater

b) Områden där polymerkedjorna ordnar sig och ligger i register, bildar kristallina parier, typiskt för termoplaster

c) tillfällig tvärbindning som gör att polymeren kan sträckas, typsikt för elastomerer

d) kraftigt tvärbundna polymerer som uppvisar kedjeglidning, typiskt för härdplaster.

Termoplaster ligger antingen i raka kedjor, likt spagetti, och binds samman av svaga sekundära bindningar mellan kedjorna. De kan också vara förgrenade, vilket ger något starkare bindningar. Det speciella med elaster är att de alltid är tvärbundna, vilket gör att de inte kan formas plastiskt. Tvärbindningarna är starka och förhindrar plastisk deformation, vilket innebär att det inte går att dra eller rotera kolkedjorna. Härdplaster är bundna i nätverk av kovalenta bindningar, som är mycket starka, och det är dessa bindningar som ger materialen deras goda egenskaper. Härdplaster går därför inte att smälta om.