Bindingstyper
Metall
Kovalent
Ione
Intermolækyler
Metallbinding
alle metallatomene “slipper” valenselektronene til en felles elektronsjø, igjen står positive metallion kjerner i gitter. Binding er sterk og uretning.
Kovalent binidng
atomer deler to eller flere valenselektroner mellom seg, binding er retningsbestemt (gir vinkler). Kan være upolar eller polar. Retningsbindinger –> ofte stivt og sprøtt.
Ionebinding
+ og - ioner (kationer/anioner) holdes av elektrostatisk tiltrekning. Alle elektroner er lokalisert på ionene (ingen frie). Metall + ikke-metall.
Ingen frie elektroner (isolator).
Ved forskyvning møter like ladninger hverandre –> frastøtning –> brudd.
Intermolekylær binding
svake krefter mellom molekyler (elektrostatisk men mye svakere enn ionisk/kovalent).
Krystallstruktur
måten atomene er ordnet på i et fast stoff når de ligger i et regelmessig, periodisk mønster i 3D. mønster kan beskrives med en enhetscelle som gjentas i hele krystallen.
Enhetscelle
minste byggekloss som kan gjentas i alle retninger for å bygge krystallstrukturen.
Krystallinsk stoff
et stoff er krystallinsk når atomene er ordnet i et regelmessig og repeterende mønster over stor avstand.
–> atomene ligger ordnet og systematisk.
Keram
keramer er et materiale som består av ioniske eller kovalente bindinger, som oftest av et metall + ikke-metall (f.eks. Al2O3 og SiO2).
Typiske egenskaper:
harde, sprø, høye smeltepunkt, elektriske isolatorer, tåler høye temperaturer.
Polymer
et stoff som består av veldig lange kjeder av repeterende, små enheter kalt monomerer.
(“ser ut som et perlekjede, der hver perle er en monomer, og hele kjedet er polymeren.”)
FCC
flatesentrert kubisk.
FCC er en krystallstruktur der atomer ligger i alle hjørner av kuben, og et atom i midten av hver av de 6 flatene.
Høy pakningsfaktor (0.74)
Koordinasjonstall 12
n = 4
Vanlig i metaller som aluminium, kobber, gull, sølv, nikkel.
BCC
romsentrert kubisk krystallstruktur.
BCC har aromer i hvert av hjørnene og et atom i sentrum av kuben.
Koordinasjonstall 8
n = 2
Mindre pakningsfaktor enn FCC (0.68)
HCP
hexagonal close packed
en av de tre mest vanlige krystallstrukturene for metaller (FCC og BCC).
atomene er pakket i et heksagonalt mønster. HCP er en tettestekulepakning.
Koordinasjonstall 12.
Pakningsfaktor 0.74.
n = 6
Vanlige metaller med HCP-struktur: magnesium, titan, sink.
HCP-metaller har ofte lav duktilitet fordi strukturen (ABABAB..) har færre glideplan enn FCC.
Sterkere med ikke like formbare som f.eks aluminium (FCC).
SC
primitiv kubisk enhetscelle.
enkleste typen. består av et atom i hvert hjørne av kuben.
n = 1
koordinasjonstall 6
pakningsfaktor (0.52)
Polonium er det eneste vanlige grunnstoffet som har SC-struktur.
Keramiske krystallstrukturer
keramiske krystallstrukturer er ordningen av kationer og anioner i et fast stoff som er et keram.
Natriumklorid-strukturen (NaCl):
mest sentrale keramiske krystallstrukturen. Kloridioner (Cl-) –> stor. Natriumioner (Na+) –> små. de pakkes i et mønster der hver Na+ er omgitt av 6 Cl- og omvendt –> koordinasjonstall 6.
Dette mønsteret brukes også av keramene, MgO, CaO, NiO.
Celsiumklorid-strukturen (CsCl).
Cs+ er veldig stort. Cl- relativt mindre –> derfor blir strukturen BCC, men med forskjellige ioner i hjørner og sentrum. Koordinasjonstall 8.
Husk:
Keramer = kation + anion.
Strukturen bestemmes av: ladning, størrelse på ionene. Vanlige strukturer: NaCl 6 naboer. CsCl 8 naboer.
Hva definerer et krystallsystem
Definert av formen på enhetscellen (kubisk, heksagonal):
- lengdene på kantene, vinklene mellom dem.
Hvordan måles hardhet
hardhet måles ved å presse en hard kule eller spiss inn i overflaten på materialet med en kjent kraft, og så måle hvor stort inntrykk som lages.
Prinsipp: hardhet = kraft / areal av inntrykket.
Vanlige metoder: Brinell, Vickers, Rockwell.
Jo mindre inntrykk for en gitt kraft, jo hardere er materialet.
Ingeniørens rolle
en ingeniør bruker naturvitenskap og teknologi til å løse praktiske problemer for samfunnet. –> planlegger, utvikler, vurderer sikkerhet, bærekraft og økonomi.
Yrkesetikk
yrkesetikk handler om å ta ansvarlige og moralske valg i jobbern. –> være ærlige, pålitelige, sikre trygghet, ikke jukse, tenke på konsekvenser for mennesker, miljø og samfunn.
Tetteste kulepakning
Antall atomer i de ulike enhetscellene (n)
SC (primitiv, P) = 1
BCC (romsentrert, I) = 2
FCC (flatesentrert, F) = 4
HCP (heksagonal) = 6
Monokrystallisnk
betyr at hele materialet består av en sammenhengende krystall uten korngrenser. Hele materialet er ordnet likt hele veien.
Pakningsfaktor, APF
hvor tett atomene er pakket sammen.
Koordinasjonstall, CN
hvor mange nærmeste nabo-atomer et atom har i strukturen.