Krystalochemie

Krystal – prostorová, „nekonečná“ struktura

Popis: STRUKTURA = MŘÍŽ + BÁZE

Prvky:
Struktury kovů – kubické mřížky: počet vzorcových jednotek n , vztah r a a, mezery – velikost, symetrie, počet

• Prostá
• Tělesně centrovaná
• Plošně centrovaná (fcc, ccp)
• (hcp)

Sloučeniny:
Strukturní typy, počet vzorcových jednotek n, řezy

• CsF
• NaCl (halit)
• ZnS (sfalerit)
• CaF

2 (fuorit) a antifluoritové struktury

• CaTiO

3 perovskit

diamant

Výpočet hustoty, zaplnění prostoru, nepravidelností (nestechiometrické látky)

Příklady:
používejte hodnotu NA = 6,022 . 1023 mol-1 a tabulky atomových hmotností

1. Kovová měď má plošně centrovanou krychlovou mřížku a hustotu 8,93 g/cm3. Její molární hmotnost je 63,5 g/mol.
Spočítejte délku hrany elementární buňky.

2. Chrom krystalizuje v kubických krystalech, elementární buňka má hranu 288,5 pm. Hustota kovu je 7,20 g/cm3.
Z těchto údajů a z molární hmotnosti spočítejte, kolik atomů připadá na elementární buňku. Který je to typ kubické
mřížky?

3. Wolfram má tělesově centrovanou krychlovou mřížku, elementární buňka má hranu 316,5 pm. Molární hmotnost
wolframu je 183,8 g/mol. Vypočítejte jeho hustotu. ( tabelovaná hodnota r = 19,3g/cm3)

4. Olovo má plošně centrovanou krychlovou mřížku, elementární buňka má hranu 495,0,5 pm. Jeho molární hmotnost je
207,2 g/mol. Vypočítejte jeho hustotu. ( tabelovaná hodnota r = 11,344 g/cm3)

Do předkreslených rámečků zakreslete strukturu mědi (FCC). Spočítejte zaplnění prostoru, za předpokladu, že atomy jsou
tvořeny koulemi o poloměru r. Dále spočítejte, jak velký atom lze umístit do intersticiální polohy oktaedrické dutiny, tak aby
se tento atom dotýkal sousedících atomů mědi (mřížový parametr a=361,5 pm).

Řezy……………………..

Zaplnění prostoru………….

Poloměr intersticiálního atomu…………..

Strukturní typy: CsCl

Z =
koord. číslo Cs
koord. číslo Cl

Strukturní typy: halit, NaCl

Z =
koord. číslo Na
koord. číslo Cl

Acetylid vápenatý krystalizuje v tetragonálně deformované halitové struktuře, v níž dimerní anionty C

2

2-

orientované podél osy

c nahrazují Cl-. Do předkreslených rámečků zakreslete atomy vápníku (jako kolečka) a středy dimerů C

2

2-

(jako křížky) tak,

abyste znázornili potřebný počet sekvenčních řezů elementární buňky kolmo ke směru c. Díky tetragonální symetrii je
elementární buňka prostorově centrovaná a oproti původní plošně centrované buňce NaCl otočená o 45° kolem čtyřčetné osy a
dvakrát menší. Určete počet vzorcových jednotek v základní buňce a vypočtěte teoretickou hustotu, znáte-li mřížové parametry
a = 363.3 pm a c = 603,6 pm. (M

Ca = 40,08 g/mol, MC = 12,01 g/mol, NA = 6,022x10

23 mol-1).

Řezy:

Počet vzorcových jednotek: ………………………

Teoretická hustota (g/cm3): ……………………….