METALLIDE KRISTALLSTRUKTUUR Tallinn 2015 MATERJALIDE STRUKTUUR Metallide kristalliline struktuur Siseehituse ehk aatomite ruumilise paiknevuse järgi jaotuvad kõik tahked ained kristalseteks ja amorfseteks. Metalsed materjalid on oma struktuurilt kristalsed. Metallis paiknevad aatomid kindla seadupärasuse kohaselt, moodustades korrapärase kristallvõre. Erinevaid kristallvõresid on väga palju, alates lihtsatest võredest metallide puhul, lõpetades äärmiselt keeruliste keraamiliste materjalide ja polümeeride kristallvõredega. Materjalide omadused sõltuvadki just kristallvõre ehitusest. Metallide kristalliline struktuur Joonis1. Amorfne plasti struktuur ja kristalne teemanti struktuur Metallide ideaalstruktuur Metalli struktuuri võib vaadelda paljudest kristallidest (teradest)
Elektrivool metallides ja elektrolüütide vesilahuses Elektrijuhid on ained, millel on suur hulk vabu laengukandjaid. Mittejuhis pole vabu laengukandjaid. Metallid on tahkes olekus kristallilise ehitusega, milles aineosakesed paiknevad korrapõraselt, moodustades kristallvõre. Metalli kristallvõre sõlmedes paiknevad positiivsed ioonid. Kristallvõre sõlmedevahelises ruumis liiguvad vabad elektronid. Metallides kujutab elektrivool endast vabade elektronide suunatud liikumist. Vabade elektronide suunatud liikumine metallis on vastupidine elektrivoolu kokkuleppelise suunaga. Elektrivool tekib samaaegselt kogu juhi ulatuses. Elektrolüüdi vesilahuses kujutab elektrivool endast positiivsete ja negatiivsete ioonide suunatud liikumist. Vabadeks laengukandjateks võivad olla:
kristallis Lahus-(tõeline lahus) lahustist ja lahustunud ainest koosnev ühtlane segu Lahusti-aine milles lahustunud aine pihustub ja ühtlaselt jaotub Lahustunud aine-aine mis on ühtlaselt jaotunud teises aines Leelis-vees hästilahustuv tugev alus(hüdroksiid) Metalliline side-keemiline side metallides;tekib metalliaatomite vahel ühiste väliskihi elektronide abil Metallvõre-metallides esinev kristallvõre tüüp kus võre sõlmpunktides asuvad metalli aatomid Mittemetall-lihtaine millel puuduvad metallidele iseloomulikud omadused Mittemolekulaarne aine-aine mis ei koosne molekulidest Mittepoolarne aine-mittepolaarsetest molekulidest koosnev aine Mittepolaarne kovalentne side-kovalantne side milles ühine elektronipaari kuulub võrdselt mõlemale sidet moodustavale aatomile Molekulaarne aine-molekulidest koosnev aine
ehitus. Metalliside : tüüpiliste metallide aatomeis on üsna vähe valentselektrone 1, 2 või 3. Metallide aatomeis valentselektronid eralduvad aatomeist ja moodustavad elektrongaasi, mis levib kogu kristalli ulatuses. Ioone liidavad sillaks külge tõmbejõud, mis moodustavad nende ja elektrongaasi vahel. Metallide omadused : 1) metallid on plastselt deformeeritavad kuju saab välisjõudude mõjul muuta, ilma et puruneks. Deformeerimisel nihkuvad metalli kristallide osad mööda kristallvõre teatud tasapindu nihkepinnad. 2)Enamikule metallidele omane polümorfsus esinemine erinevais kristallilistes kujudes. Püsivaimaks võretüübiks on see, mille puhul metalli energiavaru ehk vabaenergia on väikseim. Temperatuuri, rõhu jt. Tingimuste muutudes muutub ka vabaenergia, võib muutuda ka metalli valents, mis kutsub esile võimaliku kristallvõre muutuse. Sama metalli erinevaid polümorfseid kujusid tähistatakse tähtindeksiga alfa, beeta jne
3. Mis tingimustel tekib elektrivool? Peavad olema vabad laengukandjad, mis saavad hakata vabalt liikuma ja vabadele laengukandatele mõjuv jõud. 4. Kuidas tekitada juhis kestev elektrivool? Tuleb kasutada vooluallikat. 5. Milline on elektrivoolu kokkuleppeline suund? positiivse laenguga osaksete liikumise suund. 6. Miks juhis võib tekkida elektrivool, mittejuhis aga mitte? Elektrijuhis on palju vabu laengukandjaid, mittejuhis pole vabu laengukandjaid. 7. Millised osakesed moodustavad metallis kristallvõre? Positiivsed ioonid 8. Millised osakesed liiguvad metalli kristallvõre sõlmedevahelises ruumis? Negatiivsed ioonid 9. Miks on metallitükk tavaliselt elektriliselt neutraalne? Sest vabade elektronide kogu laeng on suuruselt võrdne kristallvõre ioonide kogu laenguga. 10. Mida nimetatakse elektrivooluks metallides? Elektrivooluks metallides nimetatakse vabade elektronide suunatud liikumist. 11. Milline on elektrivoolu korral vabade elektronide liikumise suund metallis?
Hüdrooniumioon on katioon H3O+, mis tekib prootoni e vesinikiooni seostumisel vee molekuliga. Dissotsiatsiooni aste näitab dissotseerunud molekulide arvu ja molekulide üldarvu suhet. Liigitatakse tugevad, keskmised ja nõrgad. Neutralisatsiooni reaktsioon on aluse ja happevaheline reaktsioon, milles tekivad sool ja vesi. pH on suurus, mis väljendab vesinikioonide sisaldust lahuses. Lahustumise mehhanism: vees lõhutakse aine kristallvõre vee molekulide laengute tõttu, tekivad hüdraatioonid, mis isoleeritakse vee molekulide poolt. Selline asi toimub, kui tõmbejõud ületavad kristallvõre jõu. Elektrolüütidelahuste elektrijuhtivus: need lahused sisaldavad ioone, mis vabalt ringi liiguvad. Kui asetame elektrolüüdilahusesse alalisvooluga ühendatud elektroodid, siis lahuses olevad ioonid hakkavad liikuma vastas märgi suunas ja seetõttu saab elektrit juhtida. Lahustumisprotsessi soojusefekt tervikuna sõltub sellest,
See reageerib hapete, alkaanide ja teiste mittemetallidega. Liitainena reageerib tsink lahjendatud hapetega, vabastades reageerimise käigus vesiniku. Tsingi levinuim oksüdatsiooniaste on +2. Aatomehitus Tuumas asetseb 30 prootonit ja 35 neutronit Ehituses on 4 elektronkihti, milles kokku paikneb 30 elektroni. Esimeses kihis 2; teises 8; kolmandas 18; neljandas kihis 2 elektroni. Tsingi kristallvõre Tsingil on heksagonaalne kristallvõre struktuur ABABAB mustriga. Kristallvõre Kasutusalad Tsink on kõige enam kasutavatest metallidest neljandal kohal. Kasutatavuse poolest edestavad seda vaid raud, alumiinium ja vask. Tsinki kasutatakse terase galvaniseerimiseks, et korrosiooni ära hoida. Tsinki kasutatakse sellistes sulamites nagu messing, nikliga kaetud hõbe, uushõbe ning trükimasinate metallina ja tinutamisel. Tsingist on vermitud münte, alates 1982
jaotuda teises aines ning jahtunult anda tahke lahuse. Metallide vahekorda saab siin teatud piires muuta. Tardlahuse tekkimine 2 viisil Ühe metalli aatom asendab kristallvõres teise metalli aatomeid (näiteks nikli ja vase sulamis asendavad nikli aatomid vase kristallvõres mõnes vase aatomid) Seda nimetatakse asendussulamiks. Iseloomulik on, et lahustunud metalli aatomite paigutus on juhuslik ja ebakorrapärane. Ühe metalli aatom satub teise metalli kristallvõre aatomite vahele. Sel juhul on tegemist sisestussulamiga. Paljudel juhtudel on metalli kristallvõre tühimikes või aatomite vahel mittemetallide aatomid. Selliste sulamite teke on iseloomulik raua, koobalti, kroomi või mangaani sulamite puhul. Sisestussulamiteks on terased, milles süsiniku aatomid on raua kristallvõre tühimikes. Nad on heade mehaanilistetehnoloogiliste omadustega ja head elektrijuhid. Sulamite eelised võrreldes puhaste metallidega
Esiteks ühe metalli aatom aesndab kristallvõres teise metalli aatomeid (näiteks nikli ja vase aatomid). Niisugust sulami tüüpi nimetatakse asendussulamiks. Asendussulami puhul on metallide aatomite raadiused enam vähem ühesugused, kristallvõred lähedased ja elektroneegatiivsused ühesugused. On iseloomulik, et lahustunud metalli aatomite paigutus on siin juhuslik ja ebakorrapärane. Asendussulamiteks on cu-zn, cu-cd, fe-ni. Teiseks võib ühe metalli aatom sattuda teise metalli kristallvõre aatomite vahele. Sel juhul on tegemist sisestussulamiga. Nendeks on cu-be, fe-c. Paljudel juhtudel on metalli kristallvõre tühimikes või aatomite vahel mittemetallide aatomid. Sisestussulami tekkimiseks peavad sisestunud metalli või mittemetalli aatomid olema tunduvalt väiksemad põhimetalli aatomitest, et nad mahuksid kristallvõre tühimikesse. Selliste sulamite teke on iseloomulik raua, kroomi, või mangaani sulamite puhul. Sisestussulamiteks on terased, milles süsiniku
Materjalide aatomistruktuur Kõikide tehnomaterjalide põhiliseks struktuuriühikuks on aatom, mis koosneb põhiliselt laetud tuumast ja seda ümbritsetavatest elektronkattest. Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest. Aatommass määrab aine tiheduse ja elektrijuhitavuse. Metallide Kristallilinestruktuur Kristallilise struktuuri all mõeldakse aatomite (ioonide) omavahelist paigutust kristallis. Metallis paiknevat aatomid kindla seaduspäraselt moodustades korrapärase kristallvõre. Metallide ideaalstruktuur Metalli struktuuri võib vaadelda paljudest kristallidest polükristallilisena. Ideaalne monokristall koosneb aatomitest. Polümorfism Mõnedel metallidel on sõltuvalt temperatuurist enam kui üks kristallvõretüüp. Näiteks: raud ja titaan. Raua kristallvõre muutub 911 kraadi ruumkesendatud kuupvõrest tahkkesendatuks ja 1392 kraadi juures tagasi ruumkesendatuks. Kristallvõre tüübid a) Primitiivsed e
· Elektriline dissotsiatsioon elektrolüütide jagunemine ioonideks nende lahustumisel vees. · Dissotsiatsiooni põhjustab hüdraatumine vee molekulide seostumine ioonidega. - Ioonilised ained vee molekulid rebivad ioonid kristallist välja. - Molekulaarsed ained vee molekulide mõjul lahustuva aine molekulid. Polariseeruvad ja lagunevad ioonideks. · Kristallvõre või molekuli lõhkumisel kulub energiat, ioonide hüdraatumisel vabaneb energia. 1) Kristallvõre lõhkumine kulub energiat (energia neeldub) endotermiline 2) Sidemete moodustumine vabade ioonide ja vee molekulide vahel hüdraatumine (energia vabaneb) eksotermiline > - lahus, endo, tahked soolad < - TH, TA, gaasid · Soojusefektid lahustumisel: - hüdraatumine sidemete teke energia eraldub to tõuseb
Ioonid, aatomid, Lahused molekulid Lahus koosned lahustunud ainest ja lahustist LAHUS=LAHUSTI + LAHUSTUNUD AINE Difusioon-ühe aine levimine teises aines, tänu osakeste soojusliikumisele Veemolekulis on polaarne kovalentne side Hüdraatumine-lahustunud aine osakeste seostumine veemolekulidega Elektrolüüdid Tugevad Lagunev ad täielikult Nõrgad Ei lagune täielikult Aine temperatuur tõuseb, kui hüdraatumisel eraldub rohkem energiat, kui kulub kristallvõre lõhkumiseks Aine temperatuur langeb, kui hüdraatumisel eraldub vähem energiat, kui kulus kristallvõre lõhkumiseks *Tahkete ainete lahustumine on enamasti endotermiline *Vedelike ja gaaside lahustumine on enamasti eksotermili...
80 laenguga elektroni, seega elavhõbeda aatomil on 80 laenguga prootoni ja 121 laenguta neutroni. Elektronid asuvad elektronkihtidel järgnevalt: 2) 18) 32) 18) 8)2) Elavhõbeda aatomi ehitus Elavhõbedal ontrigonaalne ehk romboeedriline kristallvõre . Aatomid paiknevad ainult võreelemendi sõlmpunktides (tippudes) Trigonaalne kristallvõre Elavhõbeda sulameid teiste metallidega nimetatakse amalgaamideks. Juba muistsed alkeemikud avastasid elavhõbeda omaduse lahustada metalle, mille tulemusena
Normaaltingimustel on raud tahke aine tihedusega 7,87 g/cm3 Sulamistemperatuur 1811 K (1538 °C) Hõbevalge metall Raua puuduseks on ta intensiivne roostetamine Füüsikalised ja keemilised omadused Raud on hõbevalge keskmise kõvadusega metall. Lisandid muudavad raua kõvemaks. Raua tihedus on 7874 kg/m3 ja sulamistemperatuur 1539 kraadi. Raud on plastiline , mistõttu teda on võimalik valtsida ning sepistada. Ta on hea soojus- ja elektrijuht. Raud on magnetiseeritav. Raua kristallvõre muutub erinevatel temperatuuridel. Raua kristallvõre muutub erinevatel temperatuuridel. Raud on keskmise aktiivsusega metall(asub metallide pingerea keskel). Kuivas õhus ta hapnikuga ei reageeri, kuid niiskuses kattub kergesti roostekihiga. Kuivas õhus ta hapnikuga ei reageeri, kuid niiskuses kattub kergesti roostekihiga. Raud on keskmise aktiivsusega metall(asub metallide pingerea keskel) Asetus perioodilisussüsteemis ja aatomi ehitus
14. Kuidas saab metallid liigitada lähtuvalt füüsikalistest omadustest? Näited Füüsikalised omadused: Enamik metalle on hõbedase värvusega ja läikivad ning hea peegeldumisvõimega. See, et metallid plastsed on, annab meile hea võimaluse metalle töödelda ja sepistada nii, et nad omastavad vajaliku kuju. Metallid on head elektri- ja soojusjuhid. Metallidel on väga erinev kõvadus. Tihedus sõltub aatommassist, aatomiraadiusest, kristallvõre ehitusest. Kristallvõre tüübi järgi: Suhtumisest magnetvälja: Ferromagneetilised, Paramagneetilised, Diamagneetilised Tiheduse järgi: Kergmetallid, Raskmetallid Sulamistemperatuuri järgi: Kergsulavad, Rasksulavad Plastilisus: Plastsed enamik, Haprad Elektri- ja soojusjuhtivuse järgi: Kõvadus: Pehmed leelismetallid Na, Li, K
14. Kuidas saab metallid liigitada lähtuvalt füüsikalistest omadustest? Näited Füüsikalised omadused: Enamik metalle on hõbedase värvusega ja läikivad ning hea peegeldumisvõimega. See, et metallid plastsed on, annab meile hea võimaluse metalle töödelda ja sepistada nii, et nad omastavad vajaliku kuju. Metallid on head elektri- ja soojusjuhid. Metallidel on väga erinev kõvadus. Tihedus sõltub aatommassist, aatomiraadiusest, kristallvõre ehitusest. Kristallvõre tüübi järgi: Suhtumisest magnetvälja: Ferromagneetilised, Paramagneetilised, Diamagneetilised Tiheduse järgi: Kergmetallid, Raskmetallid Sulamistemperatuuri järgi: Kergsulavad, Rasksulavad Plastilisus: Plastsed – enamik, Haprad Elektri- ja soojusjuhtivuse järgi: Kõvadus: Pehmed – leelismetallid Na, Li, K
Küsimuse tekst Palju süsiniku on Fe-Fe3C faasidiagrammi eutektilisel sulamil? Vali üks: a. 6,67 % b. 2,14 % c. 0,02 % d. 4,3 % Küsimus 6 Valmis Hinne 1,00 / 1,00 Flag question Küsimuse tekst Al elektrolüüsil koguneb Al Vali üks: a. anoodile b. katoodile c. jääb lahusesse d. jääb elektolüüdi pinnale Küsimus 7 Valmis Hinne 1,00 / 1,00 Flag question Küsimuse tekst Millised on kristallvõre defektid? Vali üks: a. vakants, dislokatsioon, punktdefekt b. joondefekt, pinnadefekt, kristallvõre c. vakants, dislokatsioon, poor d. ruumdefekt, tera, dislokatsioon Küsimus 8 Valmis Hinne 1,00 / 1,00 Flag question Küsimuse tekst SüsinikusisaIduse suurenemine terases vähendab Vali üks: a. rabedust b. kõvadust c. löögisitkust d. tugevust Küsimus 9 Valmis Hinne 1,00 / 1,00 Flag question Küsimuse tekst
MTT0010 Konstruktsioonimaterjalide tehnoloogia Punktid 27/33 Hinne 33, maksimaalne: 40 (82%) Küsimus 1 Valmis Hinne 0 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Milline nimetatud terastest on suurema kõvaduse ja tugevusega (nii lõõmutatult kui karastatult)? Vali üks: a. järeleutektoidne teras b. eutektoidne teras c. eeleutektoidne teras d. eutektiline teras Küsimus 2 Valmis Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Happeliseks kuumuskindlaks materjaliks on Vali üks: a. samott b. grafiit c. magnesiit d. dinas Küsimus 3 Valmis Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Mis on eutektoid? Vali üks: a. tardunud faasist samaaegselt tekkinud faaside segu b. vedelfaasist samaaegselt tekkinud keemilised ühendid c. vedelfaasist samaaegselt tekkinud faaside segu d. tardunud faasist samaaegselt tekki...
...H-F... H-N-H...N-H....N-H.... 3.Milliseid omadusi mõjutab vesinikside? Molekulidevahelised vesiniksidemed tõstavad ainete sulamis-ja keemistemperatuuri. Ained, mis moodustavad vesiniksidemeid vee molekulidega, lahustuvad hästi vees. 4. Molekulaarsed ained ja kristallvõrega ained. Kuidas neid molekulivalemi järgi ära tunda? Molekulaarsed ained Mittemolekulaarsed ained Kovalentse polaarse ja kovalentse Kristallvõre mittepolaarse sidemega ained. Iooniline või metalliline side Eksisteerivad üksikmolekulidena. NaCl Fe O2; H2O Aatomvõre. ERANDID. Iood tahkena molekulvõre Vesi tahkena molekulvõre Süsinik Teemant: tugevaim lihtaine, ei juhi elektrit Grafiit: juhib elektrit, rabe Fullereen ja karbiin on molekulaarsed SiO2 tahkena kristallvõre kvart- täiesti puhas SiO2 5. Keemilise reaktsiooni energia
Elektritakistus. Juhi takistus. Eritakistus Metallide elektritakistus on põhjustatud suunatult liikuvate vabade elektronide ja kristallvõre võnkuvate ioonide vastastikmõju. Juhi elektritakistus ei sõltu pingest juhi otstel ega voolutugevusest juhis. Juhi elektritakistus on 1 oom, kui juhi otstele rakendatud pinge 1 volt korral on voolutugevus 1 amper. Juhi takistus on määratud tavaliselt kaudsel meetodil. Takistust saab otseselt mõõta oommeetriga. Kui juht asub vooluringis, tuleb mõõtmise ajaks elektrivool katkestada ja juht vooluringist eemaldada. Juhi takistus on võrdeline juhi pikkusega.
erinevad:Tahkumine-moodustub kristallvõre/vedelast-tahkesse Kondenseerumine-ei moodustu kristallvõret./gaasilisest-tahkesse või vedelasse. 4 jää sulamiseks läheks 2 korda vähem energiat vaja 5.sest vesi jahtub aeglasemalt, aurustunud vesi täidab õhku ja see on soojem. maismaa jaheneb ja soojeneb kiiremini. 6.andmed: m=10kg L=2260kj/kg=2260000, Q=? Lahendus: Q=L*M Q=2260000*10=22600000=22,6mj Vastus=10 kg vee aurustamiseks kulub 22,6 mj 7.Tahkumine-vabaneb energiat,moodustub kristallvõre,muutub vedelast tahkeks,aine oleku muutus,temperatuur ei muutu protsessi jookusul vereringe-vereliikumine organismis. Vereringeelundkond-mood. Elundid, mis on seotud toitainete ja hapniku omastamisega ning co2 ja jääkainete eraldamisega. Vereringe tähtsus: tagab pideva ainevahetuse-toitainete ja o2 omastamine, jääkainete ja co2 eraldamise. Eluliste protsesside mõjutamine kaudne, hormoonide abil Hormoonid-kehas sünteesivad ained, mis mõjutavad organite Tööd.
väliskihile 8 elektroni ? 3. mittepolaarne elektronid jaotuvad võrdselt mõlema aatomi vahel, sest moodustub sama elemendi aatomite vahel ja nendel on ühesugused jõud sees.. ja seega tõmbavad ühesuguse tugevusega.. polaarne erinevate mittemetalliliste aatomite vahel ja seega üks tõmbab ühist elektronpaari rohkem enda poole (elektronegatiivsem tõmbab) 4. ioonvõre ioonkristallid (vastaslaengutega ioonid) moodustavad kristallvõre mille keskmetes asuvad ioonid moodustavadki ioonilise kristallvõre e ioonvõre... Neid hoiab koos iooniline side.. 5. elektrongaasi mudeli järgi koosneb metalli kristallvõre metalli katioonidest, mida hoiavad koos nende vahel kiiresti liikuvad elektronid, mis takistavad katioonide omavahelist tõukumist. Korrapäevalt liikuvad elektronid moodustavad elektronpilve, mis ulatub üle kogu metallikristalli. Metallis liiguvadki elektronid vabalt nagu gaasides.. 6
Hüdroksiidid lagunevad kuumutamisel= vastavoksiid + vesi ! leelis ei lagune ! N: raud(III) hüdroksiid SOOL-aine, mis koosneb metalliioonist ja happejääkioonist. Soolade saamine: sool + hape = uussool + uushape Sool + alus = uussool + uusalus Sool + metall =uussool + uus metall Sool + sool = uussool + uussool 2.LAHUSED - ühtlane segu, mis koosneb lahustist ja selles ühtlaselt jaotunud ühest või mitmest lahustunud ainest. Lahus tekib: 1) lõhutakse lahustuva aine kristallvõre lahusti molekulide poolt( energia neeldub) 2) ioonide hüdraatumine( energia eraldub)- aineosakeste seostumine vee molekulidega. Lahustumise soojuseefekt sõltub: kristallvõre lõhkumiseks kulutatud energia hulga ja hüdraatumisel eralduva energiahulga omavahelisest suhtest:1) lahus jahtub, 2) lahus soojeneb, 3) lahuse t°ei muutu. Lahustuvus- väljendab suurimat aine massi g mis võib lahustuda antud t° 100 g lahustis.
Hüdroksiidid lagunevad kuumutamisel= vastavoksiid + vesi ! leelis ei lagune ! N: raud(III) hüdroksiid SOOL-aine, mis koosneb metalliioonist ja happejääkioonist. Soolade saamine: sool + hape = uussool + uushape Sool + alus = uussool + uusalus Sool + metall =uussool + uus metall Sool + sool = uussool + uussool 2.LAHUSED - ühtlane segu, mis koosneb lahustist ja selles ühtlaselt jaotunud ühest või mitmest lahustunud ainest. Lahus tekib: 1) lõhutakse lahustuva aine kristallvõre lahusti molekulide poolt( energia neeldub) 2) ioonide hüdraatumine( energia eraldub)- aineosakeste seostumine vee molekulidega. Lahustumise soojuseefekt sõltub: kristallvõre lõhkumiseks kulutatud energia hulga ja hüdraatumisel eralduva energiahulga omavahelisest suhtest:1) lahus jahtub, 2) lahus soojeneb, 3) lahuse t˚ei muutu. Lahustuvus- väljendab suurimat aine massi g mis võib lahustuda antud t˚ 100 g lahustis.
lambda lambda=(2Pii x R)/h.Elektroni üleminekul suurema energiaga orbiidilt väiksema energiaga orbiidile aatom kiirgab kvandi,üleminekul väiksema energiaga orbiidilt suurema energiaga orbiidile aga neelab selle. Laenguarvu Z - Prootonite arv selle elemendi tuumas langeb kokku elektronide arvuga&elektronkihtidega.Sellest tulenevad kvantarvud 4) Pauli keeluprintsiip.Aatomis ei saa olla kahte elektroni,mille kõik 4 kvantarvu langeksid kokku. Kristall ja valgus 6) Kristallid Kristallvõre isel.kristalle.Mudelitena on lihtsamini käsitletavad.Kristallvõres paiknevadneg.või posit.laenguga ioonid.Puhtaid aineid looduses ei ole.Aines olevad lisandid rikuvad kristallvõre struktuuri ja halvendavad aine omadusi.Vahetevahel viiakse lisandid teadlikult kristallvõre sisse, millega parandatakse aine omadusi-legeerimine nt. terase legeerimine. 7) Elektrijuht aine või ainete segu milles vabulaengukandjaid on palju dielektrik
Polaarsed ained lahustuvad paremini polaarsetes lahustites. Mitte- polaarsed ained mittepolaarsetes lahustites. Molekuli polaarsus sõltub: a) sidemete polaarsusest b) sidemete paiknemisest molekulis 14. Iooniline side tekib erinimelise laenguga ioonide tõmbumisel Metall - + Mittemetall + 15. Iooniline side tekib metalli ja mitte metalli vahel. Mida vähem on metallilisi omadusi, seda suurem on elektronegatiivsus. 16. Ioonvõre moodustavad kristallvõre keskmes asuvad ioonid, mis moodustavad korrapärase ruumilise struktuuri. 17. Katiooni raadius on väiksem aatomi algsest raadiusest. Aniooni raadius on suurem aatomi algsest raadiusest. 18. HF polaarne kovalentne side HNO3 polaarne kovalentne side H2 mittepolaarne kovalentne side NaNO3 iooniline side F2 mittepolaarne kovalentne side 19. Vesinikside esineb molekulide vahel, millel on kõrge elektronegatiivsus
· Tahkumine on aine üleminek vedelast olekust tahkesse. · Igal (kristallilisel) ainel on oma (kindel) sulamistemperatuur, mis näitab millisel temperatuuril aine sulab. · Aine tahkumistemperatuur on võrdne sulamistemperatuuriga. Aine sulamis/tahkumise vältel aine temperatuur ei muutu. · Sulatamiseks kulub energiat. · Tahkumisel eraldub sama suur energiahulk. · Sulamiseks vajaminev soojus kulub kristallvõre lõhkumiseks (Epot kasvab, Ekin jääb samaks). · Tahkumisel eraldub soojus kristallvõre moodustumise tõttu. · Massiühiku aine sulatamiseks sulamistemperatuuril kuluvat soojushulka nimetatakse sulamissoojuseks. · -lambda =Q/m Andmed Q=Q1+Q2 c=130J/kg°C Plii soojendamine m=100g=0,1kg Q=mc(t2-t1) t1=27°C Q1=0,1kg*130J/kg°C(327°C-27°C)=3900J
Ühendeis on raua oksüdatsiooniaste II või III, viimane neist on keemiliselt stabiilsem. Vaata ka raua isotoobi ainulaadse positsiooni kohta keemiliste elementide perioodilisussüsteemi kontekstis artiklist seoseenergia peatükkist "tuuma seoseenergia kõver". Joonisel on kujutatud raua aatomiehitust. Raud on plastiline, mistõttu seda on võimalik valtsida ja sepistada. See on hea soojus- ja elektrijuht. Raud on magnetiseeritav. Raua kristallvõre muutub eri temperatuuridel. Raud on keskmise aktiivsusega metall (asub metallide pingerea keskel). Kuivas õhus ta hapnikuga ei reageeri, kuid niiskuses kattub kergesti roostekihiga. Mida lisanditevabam on metall, seda püsivam on ta korrosiooni suhtes. Joonisel on kujutatud raua kristallvõre Rauasulami omadusi mõjutab oluliselt süsinikusisaldus. Rauasulamit, milles on alla
perioodiliselt muutuvad. Elektrivool metallides:Vastavalt sellele, kas aines saab tekkida elektrivool või mitte, jaotatakse need juhtideks ja mittejuhtideks. Elektrijuht on aine, milles on suur hulk vabu laengukandjaid. Mittejuhis vabu laengukandjaid pole ja seetõttu ei teki selles ka elektrivoolu. Elektrijuhid on näiteks metallid ning soolade, hapete ja leeliste vesilahused. Tahkes olekus on metallid kristallilise ehitusega. Nende aatomid paiknevad korrapäraselt ja moodustavad kristallvõre. Kuna elektronid on metalli aatomitega nõrgalt seotud, siis vabanevad nad ja liiguvad positiivsete ioonide vahel. Vabade elektronide korrapäratu liikumine ei põhjusta elektrivoolu. Alles elektrivälja mõjul hakkavad elektronid suunatult liikuma ja tekib elektrivool. Selle tulemusena liiguvad negatiivse laenguga elektronid vooluallika positiivse pooluse suunas. Eri metallidel on erinev elektrijuhtivus see tuleneb vabade elektronide hulgast
O2 + S à SO2 Põleb õhus vaevumärgatav sinine leek Monokliinne kristallvõre sõlmpunktides molekulid S8. Erineb Kahvatukollane, seismisel S8 muutub rombiliseks rombilisest vaid kristallide ehituse poolest niitjad , nõeljad kristallid , kõige lihtsam saada lahustamisel St üle 119 C, tihedus alla
) Alumiiniumi,vase ja raua rekristallisatsioonitemperatuurid on:100,270 ja 450 kraadi. Külmtöötluse käigus metall kalestub ja tema füüs.omadused muutuvad.Kalestunud metll neelab 5...10% deformeerimiseks kulutatud energiast.See energia kulub kristallivõre defektide moodustamiseks:tekivad võre moonutused ja dislokatsioonide tihedus suureneb. Deformeerimisel suurenevad tugevusnäitajad ja kõvadus. Kuumutamisel kuni rekristallisatsioonitemp.ni muutub metalli kristallvõre ja omadused , kuid ei muutu deformeeritud metalli mikrostruktuur-leiab aset pingestumine. Pingestumisel väheneb defektide arv ning paiknevad ümber dislokatsioonid. Joonis 3.2 Mikrostruktuurimuutumise skeem kuumutamisel a-deformeeritud metalli struktuur b-kristallisatsioonikeskmete teke ja kasv c-reklistalliseerumine d,e-tera kasv 2.Metallisulamid Faasid ja mehaanilised segud metallisulameis Sulam on aine,mis on saadud kahe või enama komponende kokkusulatamise või -paagutamise teel
ühikulise ristlõike pindalaga keha takistusega. Takistid ja reostaadid reguleeritakse voolutugevust vooluringis. Takisti on kindla takistusega juht, mille takistus on tunduvalt suurem vooluringis kasutatavate juhtmete takistus. Reostaat on juht, mille takkistuse väärtus on muudetav Juhi elektritakistus füüsikaline suurus, mis iseloomustab juhi mõju elektrivoolule. Metallides on elektritakistus põhjustatud suunatult liikuvate vabade elektronide ja kristallvõre võnkuvatele ioonide vastastikmõjust. Voltmeetriga mõõdetakse pinge juhi otstel ja ampermeetriga voolutugevus juhis. Juhi takistus saadakse, kui ping jagatakse voolutugevusega. Juhi takistust saab otstelt mõõta oommeetriga. Takistuse mõõtmiseks tuleb juht vooluringist eemaldada. Vooluring moodustuvad omavahel juhtmetega ühendatud vooluallikas, elektritarviti ja lüliti. Elektrivool võib olla vaid suletud vooluringis. Elektritarvitis muundub osa elektrivälja energiast
Mis on selle katse eesmärk? Löökpaindeteim seisneb sisselõikega proovikeha purustamises pendellöömikuga ja purustustöö või löögisitkuse määramises 10. Missuguseid materjale katsetatakse tavaliselt survele ja miks? 11. Metallide ja sulamite liigitus: - Koostise järgi - Tiheduse järgi Kergmetallid, keskmetallid, raskmetallid - Sulamistemperatuuri järgi Kergsulavad,rasksulavad ja kesksulavad 12. Loetlege kristallvõre tüübid Primitiivsed Tahkkesendatud Heksagonaal Kuupvõred Tetragonaalvõred 13. Mis on polümorfism? Kui ühel ainel võib olla rohkem kui 1 kristallvõre 14. Mis on isomorfism? iseloomustab vastavust objektide struktuuride vahel 15. Mis on kristalliseerumine Kristalliseerumine on sulamis, vedelas või gaasilises agregaatolekus oleva aine või ainete segu üleminek korrastatud sisestruktuuriga olekusse. 16
Teemant on teadaolevalt kõige kõvem looduslik materjal Mohsi astmikus, kus mineraali kõvadus määratakse tema vastupanu järgi kriimustamisele ning seda hinnatakse skaalal ühest (kõige pehmemad) kümneni. Teemandi kõvadus on selle skaala järgi 10. Selle vääriskivi kõvadus on tuntud antiikajast saadik. Teemandi kõvadus sõltub tema puhtusest, kristallilisest täiuslikkusest ja orientatsioonist:. Kõvadus on kõige suurem veatutel, täiuslikel kristallidel, mis on orienteeritud kristallvõre struktuuri (oktaeedri) kõige pikema diagonaali suunas. Teemant on kõige pehmem paralleelselt kristallstruktuuri kuubikpindadega. Seetõttu saab teemante lihvida vaid kõige tugevamate materjalidega, milleks on ntboornitriid, teised teemandid ja nanokristalliline hüperteemant. Teemantide kõvadus on seotud kristallide ühestaadiumilise kasvuga. Enamik teemantidest kasvavad mitmes staadiumis, mille tõttu tekivad neile lisandid, mõrad ja kristallvõre defektsed tasandid. Tavaliste teemantide
vahele tekivad sidemed. Sidemete tekkimise hetkel ereldub energiat. Molekulaarsete (polaarsete) ainete dissotsatsioonil toimub vee molekulide mõjul lahustatava aine molekulide polariseerumine ja lagunemine ioonideks. Nimelt polaarse aine lahustamisel vees eemalduvad vee dipoolide mõjul polaarse molekuli erinimelised poolused ning molekul nagu veniks pikemaks. Kui erinimelised poolused on teineteisest küllalt kaugel, siis lagunebki molekul ühel hetkel ioonideks. Kristallvõre või molekuli lõhkumiseks kulub energiat, ioonide hüdraatumisel eraldub energiat. Kui kristallvõre või molekuli lõhkumiseks kuluv energiahulk on suurem ioonide hüdraatumisel eralduvast energiahulgast, siis toimub ainesse energia neeldumine ja lahus jahtub (endotermiline protsess). Kui ioonide hüdraatumisel eralduv energiahulk on suurem kristallvõre või molekuli lõhkumiseks kuluvast energiahulgast, siis toimub ainest energia eraldumine ja lahus soojeneb
3. Al2O3 4. Al(OH)3 15. (Points: 2.5) Väävel terases põhjustab 1. külmrabedust 2. kõvenemist 3. sinirabedust 4. punarabedust 16. (Points: 2.5) S lisand satub malmi põhiliselt 1. kütusest (koks) 2. maagi aherainest 3. räbustist 4. lubjakivist 17. (Points: 2.5) Mille poolest erineb tardlahus mehaanilisest segust ja keemilisest ühendist? 1. tekib eraldunud tardfaasidest eutektikum 2. tekib amorfne (mittekristalliline) struktuur 3. tekib algkomponentidest erinev kristallvõre 4. tekib ühefaasiline struktuur 18. (Points: 2.5) Likvatsioon kujutab endast 1. peeneteralist struktuuri 2. kahjulike lisandite sisaldust 3. jämedateralist struktuuri 4. keemilise koostise ebaühtlust 19. (Points: 2.5) Mille poolest erinevad monokristallid polükristallidest? 1. monokristallide omadused on anisotroopsed 2. monokristallide omadused on isotroopsed 3. polükristallide omadused on polümorfsed 4. polükristallide omadused on anisotroopsed 20. (Points: 2
lahustatava aine molekulide polariseerumine ja lagunemine ioonideks. Nimelt polaarse aine lahustamisel vees eemalduvad vee dipoolide mõjul polaarse molekuli erinimelised poolused ning molekul nagu veniks pikemaks. Kui erinimelised poolused on teineteisest küllalt kaugel, siis lagunebki molekul ühel hetkel ioonideks. Kristallvõre või molekuli lõhkumiseks kulub energiat, ioonide hüdraatumisel eraldub energiat. Kui kristallvõre või molekuli lõhkumiseks kuluv energiahulk on suurem ioonide hüdraatumisel eralduvast energiahulgast, siis toimub ainesse energia neeldumine ja lahus jahtub (endotermiline protsess). Kui ioonide hüdraatumisel eralduv energiahulk on suurem kristallvõre või molekuli lõhkumiseks kuluvast energiahulgast, siis toimub ainest energia eraldumine ja lahus soojeneb (eksotermiline protsess). DISSOTSATSIOONIVÕRRANDID
Ained, mis moodustavad veega tugevaid vesiniksidemed, lahustuvad vees hästi. Metalliline side Metalliline side ühiste väliskihi elektronide abil moodustunud keemiline side Keemilise sideme liik ja ainete omadused Molekulaarsed ained koosnevad molekulidest ( mittemetallid, mittemetalli elementide ühendid, orgaanilised ained ) Molekulide sees on aatomid omavahel seotud kovalentsete sidemete abil Molekulvõre kristallvõre, mis koosneb omavahel suhteliselt nõrgalt seotud molekulidest. Mittemolekulaarsed ained koosnevad väga suurest hulgast aatomitest või ioonidest, mis on omavahel seotud keemiliste sidemetega. ( soolad, leelised, ioonsed oksiidid, metallid ) Kovalentsete sidemetega mittemolekulaarsed ained (teemant, kvarts, grafiit, punane fosfor, räni). Aatomvõre kristallvõre, mille keskmetes paiknevad kovalentsete sidemetega seotud aatomid.
tahke aine 1) kindel kuju, raske muuta 2)kindel ruumala, raske muuta, sest aine osad paiknevad kindlalt kristallvõre tippudes 3)soojusliikumine on osadeliikumine kristallvõre tippudes vedelik 1)kindel ruumala, 2) võtab anuma kuju, kuna on suuteline voolama 3)osad paiknevad korrapäratult 4)tõmbe- ja tõukejõud on väikesed, soojusliikum. seisneb võnkumises ja kohavahetuses 5)tahke keha ruumala on tavaliselt vedeliku omast väiksem gaas 1)puudub kindel kuju ja ruumala 2)võtab anuma kuju ja täidab selle täielikult
keemilise sideme katkemisel energia neeldub. 3) Metalliline side metallide vahel Iooniline side Metalli ja mittemetalli vahel. Nt: NaCl Polaarne kovalentne side Erinevate mittemetallide vahel. Nt: Hcl, CO2 Mittepolaarne kovalentne side Ühesuguste mittemetallide vahel. Nt: H2, Cl2, O2, N2 Vesinikside Esineb kui vesinik on ühenduses fluori (F), hapniku (O2) või lämmastiku (N2) aatomiga. 4) Kristallvõre tüübid: 1) Molekulvõre Tahked ained, mis koosnevad molekulidest. Nt. suhkur 2) Ioonvõre Ioonilise sidemega ained. Nt. sool 3) Aatomvõre Aatomitest koosnev aine. 4) Metallvõre Esineb metallidel. 5) Sulamistemperatuur aine temperatuur, mille saavutades hakkab aine sulama või tahkuma. Madala sulamistemperatuuriga tina (230 kraadi) Keskmise sulamistemperatuuriga alumiinium
määral elektrit. Nõrgad happed (H2SO,H3PO4) Nõrgad alused (ZnOH, CuOH) 5. Millised on mitteelektrolüüdid? Lihtained (K, Fe, O2) Oksiidid (CO2) Enamik orgaanilisi aineid (C, H) Ioonsete ainete dissotsiatsioon lahustes 1. Mis on ioonsete ainete dissotsiatsioon? See on aine jagunemine ioonideks Millega kaasneb kaks protsessi: Kristallvõre lagunemine (energiat neeldub, endotermiline) Hüdraatunud ioonide teke (energiat eraldub, eksotermiline) 1. Sõltuvalt sellest kumb protsess on ülekaalus, lahus kas soojeneb või jahtub 2. Soojeneb- hüdraatunud ioonide teke 3. Jaheneb- kui kristallvõre lagundamiseks kulub rohkem energiat (soolade korral) 2. Lihtsoolade dissotsiatsioon (metall+tabelist)
Alalisvool: Elektrivool metallides: Metallid on peenekristallilise ehitusega, mille kristallvõre sõlmpunktides võnguvad positiivsed ja metalli ioonid ja nendevahelises ruumis vabad elektronid . ( väliskihi elektronid). Vabade elektronide liikumine neutraalses metallis on kaootiline. Voolutekkimiseks on vaja: · Juhtivus elektrone ( vabad elektronid) · Liikuma panevat jõudu Elektrivooluks nim elektrilaengute suunatut korrapärast liikumist elektrivälja mõjul. Elektrivälja tekitab vooluallikas on patarei ( alalisvoolu korral )
ja marss) Lihtainena esineb rauda maailmaruumis. Maale langenud meteoriitset , kuid ka mõningates magmakivimeis Peamine kogus rauda sisaldub maakoores ühenditena. FÜÜSIKALISED JA KEEMILISED OMADUSED Raud on hõbevalge keskmise kõvadusega metall. Tihedus on 7874 kg/m3. On plastiline, mistõttu seda on võimalik valtsida ning sepistada. See on hea soojus- ja elektrijuht. Raud on magnetiseeritav. Raua kristallvõre muutub eri temperatuuridel. Tänan kuulamast!
1. Elektrivooluks nimetatakse vabade laetud osakeste liikumist kindlas suunas. Tingimused: 1) Peab olema vabasi laenguid. 2)On jõud, mis sunnib vabu laenguid kindlas suunas liikuma - elektrijõud. 2. Alalisvool on elektrivool mille tugevus ja suund ajas ei muutu. 3. Metallis on aatomid paigutatud kindla korra järgi - Kristallvõre. Metall juhib elektrit tänu sellele, et tema aatomitest lahkuvad kaugemad elektronid - tekivad vabad elektronid. Kui metallis tekitada elektrijõud siis tekib metallis elektrivool. Vabad elektronid hakkavad liikuma kindlas suunas. 4.Voolutugevuseks nimetame ühes sekundis elektrijuhti läbinud laengu suurust. Voolutugevuse arvutamiseks jagama elektrijuhti läbinud laengu suuruse selle läbimise kulunud ajaga. I=q/t voolutugevuse ühikuks on Amper- A
soojusjuhid,väga kõrge sulamis/keemis temp. Mittepol kov side Molekulvõre N2 Molekulides aatomite Madal sulamis/keemis vahel on tugev temp; -+;molekulvõrgu kov.side; kristallvõre aine võib olla tahke, sõlmpunktides asuvad vedel, gaasiline; molekulid mida elektrit/soojust ei juhi; hoiavad nõrgalt koos lahustumatud molekulide vahelised tõmbejõud Pol.kov side Aatomvõre Sio2 Krist.sõlmp asuvad Kõrgemad temp
Allotroopia Teemant Grafiit Fullereenid ja nanotorud tuntuim fullereen C60 Süsiniknanotoru Teemant Grafiit Väga kõva materjal · Süsiniku tavatingimustes stabiilseim vorm Juhib hästi soojust · Poolmetall Korrapärase ehitusega kristallvõre · Pehme materjal Kõrge sulamistemperatuur · Juhib elektrit Sulades tekib grafiit · Kihiline ehitus, kus erinevad kihid Lihvitud teemant briljant saavad üksteise suhtes kergesti Ehete valmistamine liikuda
SULAMID Sulam on kahe (või enama ) metalli ja mittemetalli kokkusulatamisel saadud materjal. Sulamite liigid ehituse põhjal: a) ühtlased sulamid ehk tahked lahused - läbisegi paiknevate erinevate aatomite ühine kristallvõre b) ebaühtlased sulamid - erinevate koostisosade väikeste kristallide segu Sulamite omadusi: a) tavaliselt madalam sulamistemperatuur kui koostisosadel b) tavaliselt kõvemad kui koostisosad Tähtsamad sulamid: malm - Fe + üle C teras - Fe + alla C eriterased - Fe + legeerivad lisandid messing ehk valgevask - Cu + Zn pronks - Cu + Sn duralumiinium - Al + veidi Mg, Mn, Cu amalgaamid - Hg sulamid Metallide saamine Enamik metalle esineb looduses ühenditena. Kivimeid, mis sisaldavad tootmisväärses koguses metallide looduslikke ühendeid, nimetatakse maakideks. Maakide töötlemise põhilised etapid: 1. Maagi rikastamine (lisanditest puhastamine) 2. Metalli redutseerimine maagist a) koksiga: F...
SULAMID Sulam on kahe (või enama) metalli või metalli ja mittemetalli kokkusulatamisel või nende pulbrilise segu paagutamisel saadud materjal. Sulamite omadused erinevad koostismetallide omadustest: sulamid on tavaliselt kõvemad ja madalama sulamistemperatuuriga. Sulamite liigitus ehituse järgi: • ühtlased sulamid e. tahked lahused- läbisegi paiknevate erinevate aatomite ühine kristallvõre • ebaühtlased sulamid- erinevate koostisosade väikest kristallikeste segu Tähtsamad sulamid Rauasulamid: Malm (Fe+üle 2% C), habras, raskesti töödeldav (pliidirauad) Teras (Fe+alla 2% C), hästi töödeldav (mitmesugused tööriistad) Eriterased (Fe+ mitmesugused legeerivad lisandid), eriomadustega • Roostevaba teras (+Cr), tööriistad, noad, käärid jm. • Damaskuse teras (+W+Al+Si), relvad • Samuraiteras (+Mo), mõõgad,
1. Mida näitab elektritakistus? Elektritakistus ehk takistus on elektrijuhi omadus takistada voolu liikumist. Juhi takistus on füüsikaline suurus, mis on võrdeline pingega ning pöördvõrdeline voolutugevusega. 2. Millest sõltub juhi takistus? 1) võib sõltuda juhi pikkusest 2) ristlõike pindalast) 3) juhi ainest 3. Valem:R=P l/S l = juhtme pikkus S = ristlõike pindala (1 mm2) P = eri takistus R = takistus 4.Mida tähendab sisuliselt 1 oom? Juhi elektri takistus on üks oom kui juhi otstele rakendatud pinge 1 volt on voolutugesus juhis 1 amper : 1 oom = 1volt/1amper 5. Kuidas takistus sõltub temperatuurist? Mida suurem on metall temperatuur, seda suurem on selle takistus. See on põhjustatud kristallvõre võnkuvate ioonide ja suunatult liikuvate vabade elektronide vastastikmõjust. 6. Mis on ülijuht? Ained mille eritakistus absoluutse nulli lähedastel temperatuuridel muutub peaaegu nulliks. 7. Miks tekib madalatel temperatuuridel ülijuht...
Erineva värvusega Ei juhi elektrit Lihtaines on aatomite vahel kovalentsed sidemed Molekulaarsed-koosnevad molekulidest Mittemolekulaarsed-polümeerse ehitusega ained Väävel Grafiit Molekulaarsed mittemetallid Tavatingimustes gaasilises olekus-H,N,F ,Cl Mida suuremad on molekulide mõõtmed,seda tugevamad on molekulidevahelised tõmbejõud ja seda kõrgem on ainete sulamistemperatuur. Eriti suur on aatomiraadiuse kasvu mõju halogeenide lihtainete korral Mittemolekulaarsed mittemetallid Polümeersed, ei koosne üksikmolekulidest Koosnevad suurest hulgast omavahel kovalentsete sidemega seotud aatomitest-kristalsed ained, mille kristallvõre tsentrites asuvad aatomid mõned koosnevad omavahel suhteliselt nõrgalt seotud kihtidest (punane fosfor ja grafiit)- väikese kõvadusega,kergesti peenestatavad Ühtlase ehitusega kristalsed lihtained (teemant ja räni)- kõrge sulamistemperatuuriga, väga kõvad, tahked ained Allotroopia Nähtus, kus ...