ΙΙΙ. Αρχές Κρυσταλλοχημείας. Γεωχημεία (Υ4203) Χ. Στουραϊτη

Σχετικά έγγραφα
ΑΡΧΕΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΧΗΜΕΙΑΣ. Γεωχημεία (Υ4203) Χ. Στουραϊτη

Κεφάλαιο 2 Χημικοί Δεσμοί

ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΙΟΝΤΙΚΟΣ Ή ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ

ΟΡΥΚΤΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΙΩΝ - ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 2. ΟΡΥΚΤΑ - ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ

Μετά το τέλος της μελέτης του 2ου κεφαλαίου, ο μαθητής θα πρέπει να είναι σε θέση: Να γνωρίζει τα βασικά σημεία του ατομικού προτύπου του Bohr.

ΧΗΜΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ. Να δίδουν τον ορισμό του χημικού δεσμού. Να γνωρίζουν τα είδη των δεσμών. Να εξηγούν το σχηματισμό του ιοντικού ομοιοπολικού δεσμού.

2.3 Είδη χημικών δεσμών: Ιοντικός ομοιοπολικός δοτικός ομοιοπολικός δεσμός.

Δρ. Ιωάννης Καλαμαράς, Διδάκτωρ Χημικός. Όλα τα Θέματα της Τράπεζας στη Χημεία που σχετίζονται με το Χημικό Δεσμό

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 8 η : Υγρά, Στερεά & Αλλαγή Φάσεων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

Εξαιρέσεις στις ηλεκτρονιακές διαμορφώσεις

Χημικός Δεσμός. Φώτης Καρβέλης

2.2 Κατάταξη των στοιχείων (Περιοδικός Πίνακας) - Χρησιμότητα του Περιοδικού Πίνακα

Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών

Κεφάλαιο 1 Χημικός δεσμός

Ca. Να μεταφέρετε στην κόλλα σας συμπληρωμένο τον παρακάτω πίνακα που αναφέρεται στο άτομο του ασβεστίου: ΣΤΙΒΑΔΕΣ νετρόνια K L M N Ca 2

Κατανομή μετάλλων και αμετάλλων στον Π.Π.

Μεταλλικός δεσμός - Κρυσταλλικές δομές Ασκήσεις

ΙΟΝΤΙΚΟΣ Η ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ (ΙΟΝΙC BOND)

ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 1

2.1 Ηλεκτρονική δοµή των ατόµων

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ A ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Μαρίνος Ιωάννου, Σταυρούλα Γκιτάκου

ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Ενότητα:

ΥΛΙΚΑ ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ

Ερωτήσεις Σωστού Λάθους

Περιοδικό Σύστημα Ιστορική Εξέλιξη

Ονοματεπώνυμο: Χημεία Α Λυκείου Δομή του ατόμου Περιοδικός Πίνακας. Αξιολόγηση :

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 4 η : Ιοντικοί Δεσμοί Χημεία Κύριων Ομάδων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

ΛΥΚΕΙΟ ΚΥΚΚΟΥ ΠΑΦΟΥ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ 2011 ΜΑΘΗΜΑ : ΧΗΜΕΙΑ ΤΑΞΗ : Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΒΑΘΜΟΣ:.

ηλεκτρονιακές Κατανοµή

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 : ΠΕΡΙΟ ΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ - ΕΣΜΟΙ 2.1

Ερωτήσεις στο 2o κεφάλαιο από τράπεζα θεμάτων. Περιοδικός πίνακας. Σταυρακαντωνάκης Γιώργος Λύκειο Γαζίου Page 1

Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής - ΣΑΕΤ

Όλα τα Θέματα της Τράπεζας στη Χημεία που σχετίζονται με το Χημικό Δεσμό

1 η ΕΝΟΤΗΤΑ ΔΟΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ (ΕΙΣΑΓΩΓΗ)

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

Α.2 Από τα παρακάτω ζεύγη στοιχείων ευγενή αέρια είναι: α. 12 Mg και 20 Ca β. 2 He και 18 Αr γ. 6 C και 14 Si δ. 17 Cl και 35 Br

µοριακά στερεά στερεά van der Waals δεσµοί υδρογόνου

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ (Υ4203) ΓΕΩΧΗΜΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΗΣ ΓΗΣ ΑΣΚΗΣΗ 2 η 1. Χημικοί δεσμοί και θεωρία του κρυσταλλικού πεδίου (crystal field theory)

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα. Θεωρητικη αναλυση

5. Να βρείτε τον ατομικό αριθμό του 2ου μέλους της ομάδας των αλογόνων και να γράψετε την ηλεκτρονιακή δομή του.

Δρ. Ιωάννης Καλαμαράς, Διδάκτωρ Χημικός. Όλα τα Σωστό-Λάθος της τράπεζας θεμάτων για τη Χημεία Α Λυκείου

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΧΗΜΕΙΑΣ

Καταστάσεις της ύλης. Αέρια: Παντελής απουσία τάξεως. Τα µόρια βρίσκονται σε συνεχή τυχαία κίνηση σε σχεδόν κενό χώρο.

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 5: Ιοντικός δεσμός. Τόλης Ευάγγελος

ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΟΔΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΑΤΟΜΙΚΗ ΑΚΤΙΝΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΙΟΝΤΙΣΜΟΥ

ΧΗΜΕΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ. ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α A1. Ποιο από τα επόμενα άτομα έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα; α. 11 Na β. 12 Mg γ. 14 Si δ.

Μάθημα 1 ο. - Κατανομή των χημικών στοιχείων - Ταξινομήσεις. Επικ. Καθ. Χ. Στουραϊτη Τομέας Οικονομικής Γεωλογίας - Γεωχημείας. Γεωχημεία Δ εξάμηνο 1

ΛΑΘΟΣ. Ζ = 17 & Α = 35. Γνωρίζουµε ότι Α = Ζ + Ν, όπου Ν = αριθµός νετρονίων. Άρα: Ν = Α-Ζ = Ν =18 νετρόνια.

κυματικής συνάρτησης (Ψ) κυματική συνάρτηση

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 5 η : Ομοιοπολικοί δεσμοί & μοριακή δομή. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

Μάθημα 23 ο. Μεταλλικός Δεσμός Θεωρία Ζωνών- Ημιαγωγοί Διαμοριακές Δυνάμεις

6. To στοιχείο νάτριο, 11Na, βρίσκεται στην 1η (IA) ομάδα και την 2η περίοδο του Περιοδικού Πίνακα.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ Να ονομαστούν οι ενώσεις: 1. NH 4 F 2. K 2 SΟ 4 3. Ca(CN) Mg 3 (PO 4 ) 2 6. K 2 O 7. Cu(NO 3 ) Mg(OH) 2 10.

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΧΗΜΕΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

Χημεία Β Γυμνασίου ΦΥΛΛΑΔΙΟ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Τ μαθητ : Σχολικό Έτος:

Gilbert Newton Lewis, USA, Συμβολή στην ανάπτυξη της θεωρίας του χημικού δεσμού 1

ΧΗΜΕΙΑ ΑΜΕΤΑΛΛΩΝ «ΑΕΡΕΣ», «ΑΝΘΡΑΚΑΣ

Μετά το τέλος της µελέτης του 1ου κεφαλαίου, ο µαθητής θα πρέπει να είναι σε θέση:

Μάθημα 2: Ηλεκτρονιακή δομή των ατόμων

Κεφάλαιο 8.6. Περιοδικό Σύστημα και Περιοδικές Ιδιότητες των Στοιχείων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο H XHΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ. Χημεία της ζωής 1

Χημεία Α Λυκείου. Ασκήσεις τράπεζας θεμάτων στο 2 ο Κεφάλαιο

Θεµατικό Περιεχόµενο Μαθήµατος

Άτομο: Η μικρότερη μονάδα ενός στοιχείου που διατηρεί τις χημικές του ιδιότητες

ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Μάθημα 9ο. Τα πολυηλεκτρονιακά άτομα: Θωράκιση και Διείσδυση Το δραστικό φορτίο του πυρήνα Ο Περιοδικός Πίνακας και ο Νόμος της Περιοδικότητας

ΤΟ ΑΤΟΜΟ. n Πυρήνας p Κ

Δομή του ατόμου και περιοδικές ιδιότητες στοιχείων. Χριστίνα Στουραϊτη Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

Γενική & Ανόργανη Χημεία

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 1: ΑΤΟΜΑ ΚΑΙ ΔΕΣΜΟΙ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

Κεφάλαιο 9. Ιοντικός και Ομοιοπολικός Δεσμός

Κεφάλαιο 8. Ηλεκτρονικές Διατάξεις και Περιοδικό Σύστημα

Δομή του ατόμου Περιοδικός Πίνακας. Χριστίνα Στουραϊτη Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

ΑΝΟΡΓΑΝΟΙ ΡΥΠΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΕΣΜΕΥΣΗΣ ΚΥΡΙΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΕΣΜΕΥΣΗΣ ΣΤΟ ΕΔΑΦΟΣ

7.14 Προβλήματα για εξάσκηση

( α πό τράπεζα θεµάτων) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 : ΠΕΡΙΟ ΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ - ΕΣΜΟΙ

Δεσμικότητα των οργανικών ενώσεων: Σχηματισμός δεσμών για τη. Ιοντικός χαρακτήρας δεσμών. Οι ιοντικοί δεσμοί στα άλατα είναι αποτέλεσμα μεταφοράς e

Αρχές Κρυσταλλοχημείας: Ιοντικές υποκαταστάσεις. Γεωχημεία (Υ4203) Χ. Στουραϊτη

Χημικοί Χημικ σμ σμ & Μοριακά Τροχιακά

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΚΕΡΑΜΙΚΩΝ. Χ. Κορδούλης

Μάθημα 12ο. O Περιοδικός Πίνακας Και το περιεχόμενό του

Διάλεξη 7: Μοριακή Δομή

ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ. Δίνονται τα στοιχειά 13 Αl και 19 Κ. Να βρεθεί σε ποια περίοδο και σε ποια ομάδα του Π.Π. είναι τοποθετημένα τα στοιχειά αυτά:

Ατομική Ακτίνα ατομική ακτίνα δραστικού μείωση δραστικό πυρηνικό φορτίο και ο κύριος κβαντικός αριθμός των εξωτ. ηλεκτρονίων

Βασικά σωματίδια της ύλης

Μάθημα 2 ο ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΙΧΝΟΣΤΟΙΧΕΙΩΝ. Επικ. Καθ. Χ. Στουραϊτη Τομέας Οικονομικής Γεωλογίας - Γεωχημείας

ΠΩΣ ΙΑΤΑΣΣΟΝΤΑΙ ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ ΣΤΗΝ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΣΤΙΒΑ Α

Περίληψη 1 ου Κεφαλαίου

Δομικά σωματίδια - Καταστάσεις και ιδιότητες της ύλης

ΛΥΣΕΙΣ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑΣ ΧΗΜΕΙΑΣ 2011 Α ΤΑΞΗΣ

Μεταβολή ορισμένων περιοδικών ιδιοτήτων

Ηλεκτρονιακοί τύποι κατά Lewis

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΧΗΜΕΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΟΝΟΝΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ

Μια πρόταση παρουσίασης με

Δομή περιοδικού πίνακα.

I. Ιδιότητες των στοιχείων. Χ. Στουραϊτη

Χημεία Β Γυμνασίου ΦΥΛΛΑΔΙΟ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Τ μαθητ : Σχολικό Έτος: vyridis.weebly.com

Ημερομηνία: Παρασκευή 28 Οκτωβρίου Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΧΗΜΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ Ι: Ο ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΚΑΙ ΜΙΑ ΠΡΩΤΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΤΟΥ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΥ ΔΕΣΜΟΥ. Παππάς Χρήστος Επίκουρος Καθηγητής

Transcript:

ΙΙΙ. Αρχές Κρυσταλλοχημείας Γεωχημεία (Υ4203) Χ. Στουραϊτη

Κρύσταλλοι Τα ορυκτά σχηματίζουν κρυστάλλους: διατάξεις ατόμων που συνδέονται στο χώρο (3 διαστάσεις) και που έχουν μια συγκεκριμένη διάταξη (order) που επαναλαμβάνεται, όπως ένα μοτίβο. Σε αντίθεση με τους κρυστάλλους, η άλλη μορφή στερεάς κατάστασης είναι η άμορφη, πχ. νανοϋλικά, γυαλί, πολυμερή.

Κρυσταλλική δομή χαλαζία (SiO 2 )

Γυαλί (SiO 2 )

Κρυσταλλοχημεία Μελετά και προβλέπει πως τα άτομα αντιδρούν μεταξύ τους για να φτιάξουν δεσμούς (ενώσεις=ορυκτά) και με ποιο τρόπο συνδέονται μεταξύ τους. Το είδος του δεσμού καθορίζει και τις φυσικοχημικές ιδιότητες του κρυστάλλου.

Κρυσταλλοχημεία Μπορούμε να κατανοήσουμε την ποικιλία των διαφόρων ορυκτών αλλά και την ποικιλία που παρουσιάζουν συγκεκριμένα ορυκτά στην δομή ή την σύσταση τους, παρατηρώντας την χημική σύσταση της γης και ιδιαιτέρως του φλοιού της γης.

Σύσταση του φλοιού (crust)

Σύσταση του φλοιού (crust) Element Weight % O Si Al Fe Ca Na K Mg

Σύσταση του φλοιού (crust) Element Weight % O 46 Si Al Fe Ca Na K Mg

Σύσταση του φλοιού (crust) Element Weight % O 46 Si 28 Al Fe Ca Na K Mg

Σύσταση του φλοιού (crust) Element Weight % O 46 Si 28 Al 8 Fe Ca Na K Mg

Σύσταση του φλοιού (crust) Element Weight % O 46 Si 28 Al 8 Fe 5 Ca 4 Na K Mg

Σύσταση του φλοιού (crust) Element Weight % O 46 Si 28 Al 8 Fe 5 Ca 4 Na 3 K 3 Mg

Σύσταση του φλοιού (crust) Element Weight % O 46 Si 28 Al 8 Fe 5 Ca 4 Na 3 K 3 Mg 2 Total 99

Σύσταση του φλοιού (crust) Element Weight % Atom % O 46 63 Si 28 21 Al 8 7 Fe 5 2 Ca 4 2 Na 3 3 K 3 1 Mg 2 2 Total 99 100

Σύσταση του φλοιού (crust) Element Weight % Atom % Ionic Radius Å O 46 63 1.4 Si 28 21 0.42 Al 8 7 0.51 Fe 5 2 0.74 Ca 4 2 0.99 Na 3 3 0.97 K 3 1 1.33 Mg 2 2 0.66 Total 99 100

Σύσταση του φλοιού (crust) Element Weight % Atom % Ionic Radius Å O 46 63 1.4 Si 28 21 0.42 Al 8 7 0.51 Fe 5 2 0.74 Ca 4 2 0.99 Na 3 3 0.97 K 3 1 1.33 Mg 2 2 0.66 Total 99 100

Σύσταση του φλοιού Ενώ το οξυγόνο συνιστά το ~ 50 wt.% της σύστασης του φλοιού, καταλαμβάνει ~ 94% της κατ όγκο σύστασης του φλοιού!!

Σύσταση του φλοιού Αυτό κατευθίαν αντικατοπτρίζεται στα ορυκτά. Το οξυγόνο είναι το πρωταρχικό ανιόν στα ορυκτά του φλοιού και, με βάση τις τιμές συγκέντρωσης, τα πυριτικά ορυκτά συνιστούν το μεγαλύτερο ποσοστό των πετρωμάτων του φλοιού.

Σύσταση του φλοιού Ο φλοιός της γης, σε κλίμακα ατόμων, αποτελείται από μια «πυκνή διάταξη» (close packing) ανιόντων οξυγόνου με ενδιάμεσα (interstitial) μεταλλικά κατιόντα, κυρίως πυριτίου (Si).

Σύσταση του φλοιού Επιπλέον των πυριτικών ορυκτών, ο φλοιός αποτελείται και από σημαντικές ποσότητες ενώσεων του οξυγόνου, όπως οξείδια και ανθρακικά ορυκτά.

Χημικοί δεσμοί Οι φυσικές και χημικές ιδιότητες των κρυστάλλων εξαρτώνται κυρίως από τις ηλεκτροστατικές δυνάμεις που συγκρατούν τα άτομα μεταξύ τους σε μια κρυσταλλική δομή. Αυτές τις δυνάμεις τις ονομάζουμε χημικούς δεσμούς.

Χημικοί δεσμοί Οι χημικοί δεσμοί εξαρτώνται από την ηλεκτρονική δομή των ατόμων και ειδικότερα το σθένος και το μέγεθος του ατόμου/ιόντος.

Χημικοί δεσμοί Υπάρχουν 4 διαφορετικοί τύποι δεσμών, όμως όλοι οι δεσμοί είναι μεταβατικοί μεταξύ δύο τύπων.

Είδη χημικών δεσμών Ιοντικός Ομοιοπολικός Μεταλλικός Van der Waals Δεσμός Υδρογόνου

Ιοντικός δεσμός (ionic bond) Τα άτομα χάνουν ή προσλαμβάνουν ηλεκτρόνια και μεταπίπτουν σε ιόντα, έτσι ώστε να επιτύχουν σταθερή ηλεκτρονική δομή με πλήρως συμπληρωμένη την εξωτερική τους στοιβάδα.

Ιοντικός δεσμός Φορτία ιόντων +1 μονοσθενή κατιόντα +2 δισθενή κατιόντα +3 τρισθενή κατιόντα +4 τετρασθενή κατιόντα +5 πεντασθενή κατιόντα -1 μονοσθενές ανιόν -2 δισθενές ανιόν

Κοινά σθένη των στοιχείων 1 2 3 4 5 6 7 1 +1,-1 3 11 19 37 55 87 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA +1 +1 +1 +1 +1 +1 4 12 20 38 56 88 +2 +2 +2 +2 +2 +2 21 39 IIIB IVB VB VIB VIIB +3 22 40 +3 +4 72 +4 +4 23 41 +5 +3,+4 +3,+4 +5 +5,+6 73 +3,+4 +5 24 +3,+6 42 74 +4,+6 25 +2,+7 75 +4,+5 +6,+7 26 +2,+3 44 +3,+4 76 +4 VIIIB IB IIB 27 +2,+3 45 +3,+4 77 28 +2,+3 46 +1,+2 +2 +1,+2 +1,+3 +3,+4 78 +3,+4 +2,+4 29 47 79 +1,+3 30 48 80 +2 +1,+2 5 +3 13 31 49 +3 +3 +3 81 +1,+3 6-4,+4 14 +4 32 50 +4 82 +2,+4 7-3,+3 +5 15 +3,+5 33 51 83 +5 +3 8 16-2 -2,+6 34-2,+6 52 +2,+4 +3,+5 +4,+6 84 +4,+6 9 17 35 53 85-1 -1-1 -1-1 2 10 18 36 54 86 0 0 0 0 0 0 Lanthanides 57 +3 58 +3,+4 59 +3 60 +3 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 +3 +3 +2,+3 +3 +3,+4 +3 +3 +3 +3 +3 +3 Actinides 89 +3 90 +4 91 +3,+4 +5 92 +3,+4 +5,+6

Ιοντικός δεσμός Όταν το νάτριο και χλώριο μετατραπούν σε ιόντα Na + and Cl -, η ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ των δύο αντίθετων φορτίων έχει ως αποτέλεσμα την δημιουργία δεσμού.

Παραδείγματα Το κύριο είδος δεσμού μεταξύ οξυγόνου (O) και Mg, Si, Al, Na, K Ο ιοντικός δεσμός είναι το κύριο είδος δεσμού στα πυριτικά ορυκτά και τα οξείδια.

Ιοντικός δεσμός Στην φύση οι ιοντικοί δεσμοί είναι μη-κατευθυνόμενοι (nondirectional) δηλαδή, οι ηλεκτροστατικές δυνάμεις που τους συγκρατούν κατανέμονται σε όλες τις διευθύνσεις το ίδιο.

Ιδιότητες Κρύσταλλοι που σχηματίζονται με ιοντικό δεσμό έχουν συνήθως τις ακόλουθες ιδιότητες:

Ιοντικός δεσμός Ιδιότητες Διαλύονται εύκολα σε πολωμένους διαλύτες όπως το νερό (H 2 O είναι πολωμένος διαλύτης γιατί τα υδρογονοιόντα εμφανίζονται στην μια μεριά του μορίου και του προσδίδουν ασθενές θετικό φορτίο, ενώ η άλλη μεριά εμφανίζει ασθενές αρνητικό φορτίο).

Ιοντικός δεσμός Ιδιότητες Κρύσταλλοι υψηλής συμμετρίας Ενδιάμεση σκληρότητα, πυκνότητα Υψηλές θερμοκρασίες τήξης. Γενικά κακοί αγωγοί της θερμότητας και του ηλεκτρισμού.

Ομοιοπολικοί δεσμοί Στοιχεία στο δεξί μέρος του περιοδικού πίνακα έχουν την τάση να φτιάχνουν ομοιοπολικούς δεσμούς σε κρυσταλλικές δομές. Παράδειγμα: Το Si και O συνδέονται σε τετράεδρα SiO 4 4- τα οποία συνδέονται με άλλα άτομα ή μόρια είτε με ομοιοπολικό ή με ιοντικό δεσμό.

Ομοιοπολικοί δεσμοί Carbon: Ο άνθρακας μπορεί να διαμοιραστεί ηλεκτρόνια με 4 άλλα άτομα άνθρακα σχηματίζοντας ομοιοπολικούς δεσμούς. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα το σχηματισμό ισχυρών ομοιοπολικών δεσμών στην κρυσταλλική δομή διαμαντιού και γραφίτη (διμορφία).

Ομοιοπολικοί δεσμοί Στην φύση οι δεσμοί δεν είναι αμιγώς ομοιοπολικοί ή ιοντικοί αλλά συνήθως μια ενδιάμεση κατάσταση. Το ποσοστό κάθε τύπου δεσμού εξαρτάται από την διαφορά ηλεκτραρνητικότητας.

Ομοιοπολικοί δεσμοί Οι ομοιοπολικοί δεσμοί μπορούν να θεωρηθούν ως δεσμοί μεταξύ διαμοιραζόμενων ηλεκτρονίων. Τέτοιοι δεσμοί σχηματίζονται όταν τα άτομα μπορούν να αποκτήσουν σταθερή ηλεκτρονιακή δομή εξωτερικής στοιβάδας, διαμοιραζόμενα ηλεκτρόνια με άλλα άτομα. Έτσι κάθε άτομο έχει παροδικά σταθερή ηλεκτρονική δομή.

Ομοιοπολικοί δεμοί Σχηματίζονται μεταξύ ατόμων παρόμοιας ηλεκτραρνητικότητας Τα άτομα συγκρατούνται σε δεσμό διμοιραζόμενα τα ηλεκτρόνια του δεσμού Θειούχες ενώσεις Οι περισσότερες οργανικές ενώσεις.

Ομοιοπολικοί δεσμοί Οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι πολύ ισχυρά κατευθυνόμενοι (directional bonds), δηλαδή εμφανίζονται ως ζώνες στην περιοχή των διαμοιραζόμενων ηλεκτρονίων.

Ομοιοπολικοί δεσμοί Κρύσταλλοι που σχηματίζονται με ομοιοπολικούς δεσμούς έχουν τις εξής ιδιότητες: Σχετικά αδιάλυτοι σε πολωμένους διαλύτες, όπως το νερό. Υψηλές θερμοκρασίες τήξης. Σχηματίζουν κρυσταλλικές δομές χαμηλής συμμετρίας. Συνήθως υψηλής σκληρότητας. Συνήθως κακοί αγωγοί της θερμότητας και του ηλεκτρισμού.

Ομοιοπολικοί δεσμοί Παράδειγμα, με βάσει τους πίνακες ηλεκτραρνητικότητας το Cl έχει τιμή 3.16 και το Na 0.93. Η διαφορά ηλεκτραρνητικότητας 2.2 υπαγορεύει ότι μόνο το 80% του δεσμού NaCl είναι ιοντικός. Στο NaF, υπάρχει μεγαλύτερη διαφορά ηλεκτραρνητικότητας αλλά ο δεσμός είναι κατά το 90% ιοντικός. Μόνο μεταξύ ομοίων ατόμων πχ. C, ή O όπου η διαφορά ηλεκτραρνητικότητας είναι 0, σχηματίζεται αμιγώς ομοιοπολικός δεσμός.

Χημικοί δεσμοί στα ορυκτά Πολύ ιοντικός Εν μέρη ομοιοπολικός Πολύ ομοιοπολικός Mg-O Al-O C-O (as in CO 3 ) 2- Ca-O Si-O S-O (as in SO 4 ) 2- Na-O Fe-S S-S (as in S 2 ) 2- K-O Ti-O

Μεταλλικός δεσμός Κανένας από τους δύο προηγούμενους δεσμούς δεν σχηματίζει ορυκτά που είναι ηλεκτρικά αγώγιμα. Όμως, τα καθαρά μέταλλα είναι αγωγοί του ηλεκτρισμού και επομένως ένα άλλο είδος δεσμού είναι υπεύθυνο για τα υλικά αυτά.

Μεταλλικός δεσμός Θετικά φορτισμένοι πυρήνες διαμοιράζονται ελεύθερα τα ηλεκτρόνια στα ηλεκτρονιακά τους νέφη. Κάθε άτομο διαμοιράζεται ηλεκτρόνια ελεύθερα με άλλα άτομα, και μερικά ηλεκτρόνια είναι ελεύθερα να μετακινηθούν από άτομο σε άτομο.

Μεταλλικός δεσμός Λόγω της ελευθερίας των ηλεκτρονίων να μετακινούνται οι κρύσταλλοι μετάλλων είναι ηλεκτρικά αγώγιμοι. Αυτοφυή μέταλλα

Μεταλλικός δεσμός Χαμηλή έως μέση σκληρότητα. Ελατά και όλκιμα. Αγωγοί της θερμότητας και του ηλεκτρισμού Διαλυτά μόνο στα οξέα Κρύσταλλοι υψηλής συμμετρίας

Σταθερή ιοντική δομή Μεταξύ αντίθετα φορτισμένων ιόντων αναπτύσονται ελκτικές δυνάμεις, που είναι ανάλογες των φορτίων που έλκονται και αντιστρόφως ανάλογες του τετραγώνου της απόστασης των κέντρων τους. (Coulomb s Law)

Σταθερή ιοντική δομή στους F = K qi qj/r 2 κρυστάλλους Where F = Coulomb force (bond strength) K = proportionality constant q = point charges of ions I and j r = distance between ion I and j

Συναρμογή Αρχές- Καθώς τα ιόντα συνδέονται σε δεμούς, συναθροίζονται κατά τέτοιο τρόπο ώστε να υπάρχει συμμετρία.

Συναρμογή Κατά σύμβαση τα κατιόντα τοποθετούνται στο κέντρο της δομής, τα ανιόντα είναι οι κοντινότεροι γείτονες. Ο αριθμός των ανιόντων ονομάζεται αριθμός συναρμογής (coordination number C.N).

Αριθμός συναρμογής C.N. = 4 (τετραεδρική) C.N. = 6 (οκταεδρική)

Συναρμογή Η γεωμετρία της πρώτης στοιβάδας διάταξης (εγγύτεροι γείτονες) σχετίζεται με το σχετικό μέγεθος της ατομικής ακτίνας. Τα σχετικά μεγέθη εκφράζονται ως λόγοι ακτίνων. R = R A / R B όπου: R A = ακτίνα του κατιόντος R B = ακτίνα του ανιόντος

Παράδειγμα Κάλιο (Κ) και οξυγόνο (Ο) R A = 1.33Å, R B =1.40Å, R A / R B KO = 0.95 Τετραεδρική (K + ); Κυβική (O 2 )

Παράδειγμα Πυρίτιο (Si) και οξυγόνο (Ο) R A = 0.42Å, R Β =1.40Å, R A / R B SiO = 0.30 C.N=4 Τετραεδρική διάταξη SiO 2 (Si->4 O, O->2)

Συναρμογή Η επαφή μεταξύ όμοιων σφαιρών επιτυγχάνεται με διαφορετικούς τρόπους. 1. Αριθμός Συναρμογής (C.N.) =12 a. Hexagonal Closest Packing (HCP) b. Cubic Closest Packing (CCP)

Συναρμογή 2. Κυβική διάταξη με C.N. = 8 (κυβική διάταξη).

Συναρμογή 3. Για λόγο ακτίνων R< 0.732, ο βαθμός συναρμογής είναι 6 (C.N.=6). H οκταεδρική διάταξη είναι η προτιμητέα συμμετρία.

Συναρμογή 4. Η τετραεδρική διάταξη είναι αυτή με το αμέσως μικρότερο μεσοδιάστημα, όπου ο λόγος των ακτίνων R = 0.414-0.225 5. Η τριγωνική διάταξη είναι η διάταξη με το αμέσως μικρότερο μεσοδιάστημα, για R = 0.225-0.155 6. Τέλος, η γραμμική διάταξη είναι η διάταξη με το μικρότερο μεσοδιάστημα, για R< 0.155.

Κύρια είδη συναρμογής στα ορυκτά CN=3 τριγωνική CN=4 τετραεδρική CN=6 οκταεδρική CN=12 δωδεκαεδρική

Οι κανόνες του Pauling για τις ιοντικές δομές Κανόνας1: Ο αριθμός συναρμογής του κατιόντος Α με το ανιόν Β καθορίζεται από το λόγο των ιοντικών τους ακτίνων R A /R B < 0.16 3-τριπλή συναρμογή 0.16>R A /R B < 0.41 0.41>R A /R B < 0.73 0.73>R A /R B < 1.00 1.00>R A /R B 4-τετραπλή ή τετραεδρική 6-απλή ή οκταεδρική 8-απλή ή κυβική 12-απλή