Projekt współfinansowany
z Europejskiego Funduszu Społecznego
i Bud\etu Państwa
Krystalografia
Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych
Rok akademicki 2009/2010
SPIS TREÅšCI
WPROWADZENIE ..............................................................................................4
1. KRYSZTAAY I MINERAAY.........................................................................5
1.1 WPROWADZENIE...............................................................................................5
1.2 WYKONANIE ĆWICZENIA ..................................................................................5
1.2.1 HODOWLA KRYSZTAAU....................................................................................5
1.2.2 IDENTYFIKACJA MINERAAÓW ...........................................................................5
1.2.3 OPRACOWANIE ZAGADNIEC Z ZAKRESU MINERAAÓW ........................................6
2. POJCIA PODSTAWOWE. SIEĆ BRAVAIS GO ......................................7
2.1 WPROWADZENIE...............................................................................................7
2.2 PRZYPOMNIENIE PODSTAWOWYCH DEFINICJI...................................................7
2.2.1 UKAAD KRYSTALOGRAFICZNY .........................................................................7
2.2.2 SIEĆ BRAVAIS GO............................................................................................7
2.2.3 KOMÓRKA ELEMENTARNA ...............................................................................8
2.2.4 KOMÓRKA PRYMITYWNA .................................................................................8
2.2.5 BAZA ATOMOWA .............................................................................................9
2.2.6 METODA WIGNERA-SEITZA .............................................................................9
3. WSKAyNIKI MILLERA .............................................................................10
3.1 WPROWADZENIE.............................................................................................10
3.2 PRZYPOMNIENIE PODSTAWOWYCH DEFINICJI.................................................10
3.2.1 WSKAyNIKI WZAÓW.....................................................................................10
3.2.2 WSKAyNIKI MILLERA PROSTEJ (WSKAyNIKI KIERUNKÓW
KRYSTALOGRAFICZNYCH) ......................................................................................10
3.2.3 WSKAyNIKI MILLERA PAASZCZYZN ...............................................................11
2
4. GSTOŚĆ UPAKOWANIA.........................................................................12
4.1 WPROWADZENIE.............................................................................................12
4.2 PRZYPOMNIENIE PODSTAWOWYCH DEFINICJI.................................................12
4.2.1 LICZBA KOORDYNACYJNA..............................................................................12
4.2.2 PRZYBLIśENIE TWARDYCH KUL......................................................................12
4.2.3 OBJTOŚĆ KOMÓRKI ELEMENTARNEJ..............................................................13
4.2.4 GSTOŚĆ UPAKOWANIA KOMÓRKI ELEMENTARNEJ .........................................13
5. BADANIE NIEKTÓRYCH WAASNOŚCI KRYSZTAAÓW ....................14
5.1 WPROWADZENIE.............................................................................................14
5.2 BADANIE NIEKTÓRYCH WAASNOŚCI WYHODOWANYCH KRYSZTAAÓW...........14
5.2.1 GSTOŚĆ KRYSZTAAU ....................................................................................14
5.2.2 WYGLD KRYSZTAAU....................................................................................15
5.2.2 PRZEWODNOŚĆ KRYSZTAAU...........................................................................15
5.3 BADANIE NIEKTÓRYCH WAASNOŚCI OPTYCZNYCH KRYSZTAAÓW...................15
5.3.1 PRZEBIEG BADANIA .......................................................................................15
5.4 METODY DYFRAKCYJNE BADANIA STRUKTURY KRYSZTAAÓW........................16
5.5 BADANIE STRUKTURY KRYSZTAAÓW METOD DYFRAKCJI PROMIENIOWANIA
RENTGENOWSKIEGO .............................................................................................16
5.6 BUDOWANIE MODELI KRYSTALICZNYCH.........................................................17
5.7 GSTOŚĆ UPAKOWANIA PIASKU ......................................................................17
5.8 SYMETRIA .......................................................................................................17
3
Wprowadzenie
Zaliczenie laboratorium odbywa się na podstawie ocen uzyskanych ze sprawdzianów
odbywających się na początku ka\dych zajęć laboratoryjnych oraz sprawozdań opisujących
otrzymane wyniki. W celu uzyskania pozytywnej oceny z przedmiotu student musi wykonać
wszystkie ćwiczenia i zadania, a tak\e otrzymać ocenę pozytywną za wszystkie sprawdziany oraz
sprawozdania. W przypadku nieobecności na zajęciach student musi wykonać ćwiczenie
w innym terminie: albo z inną grupą (po otrzymaniu zgody prowadzącego zajęcia), albo
w ostatnim tygodniu zajęć.
Zasady zachowania w laboratorium:
Do laboratorium nie nale\y przynosić płaszczy (za wyjątkiem pierwszego ćwiczenia), nie
nale\y pić, jeść, rozmawiać przez telefon itd. Nale\y przestrzegać zasad BHP, z którymi studenci
zapoznają się na pierwszych zajęciach. Po wykonaniu ćwiczenia nale\y posprzątać swoje
stanowisko.
4
1. Kryształy i minerały
1.1 Wprowadzenie
Ćwiczenie ma charakter wstępny i ma na celu zapoznanie studenta z podstawowymi
wiadomościami dotyczącymi kryształów i minerałów. Ćwiczenie składa się z trzech części. Na
wykonanie ka\dej z nich student ma 30 minut. Przed rozpoczęciem zajęć prowadzący podzieli
grupę laboratoryjną na 3 zespoły, które będą wykonywać poszczególne zadania.
W skład laboratorium wchodzą następujące zadania:
1. hodowla kryształu;
2. identyfikacja minerałów;
3. opracowanie zagadnień z zakresu minerałów.
1.2 Wykonanie ćwiczenia
1.2.1 Hodowla kryształu
Przed przystąpieniem do wykonywania ćwiczenia ka\da grupa laboratoryjna pobiera od
prowadzÄ…cego: plastikowy kubek, Å‚y\kÄ™, nitkÄ™, drewniany patyczek. Odwa\anie substratu nale\y
zacząć od wytarowania wagi wraz z kubkiem. Po ka\dym u\yciu wagi nale\y ją dokładnie
oczyścić przy u\yciu ręcznika papierowego. UWAGA: nośność wagi wynosi 250 g.
Na wadze umieść kubek i wytaruj wagę. Zwa\ odpowiednią ilość związku wskazanego przez
prowadzącego laboratorium. Rozpuść go w danej ilości wody destylowanej. Zwróć uwagę co się
dzieje w trakcie rozpuszczania. Mieszanina ogrzewa się czy oziębia? Wyjaśnij zaobserwowane
zjawisko. Znajdz kryształek substratu, który posłu\y za zarodek procesu krystalizacji. Do nitki
przymocuj w dowolny sposób jeden kryształek zarodkowy. Prowadzący udostępni w tym celu
klej. Zarodek musi być przymocowany tak, aby nie spadł w trakcie procesu wzrostu kryształu.
Drugi koniec nitki zawią\ na patyczku. Długość nitki musi być taka, \eby zarodek był zanurzony
w roztworze. Zwa\ zarodek z nitką i patyczkiem. Zanotuj wynik pomiaru. Pamiętaj, \e masa
kryształu będzie kontrolowana na ka\dych zajęciach. Zanurz kryształek na nitce w sporządzonym
roztworze. Kubek opisz według wzoru: (Numer grupy)_(dzień tygodnia)_(godzina). Przykryj
kubek kartką papieru lub podziurawioną folią aluminiową, a następnie odstaw go w spokojne
miejsce wskazane przez prowadzÄ…cego.
1.2.2 Identyfikacja minerałów
Rozpoznaj i podpisz minerały przedstawione przez prowadzącego. Do pomocy w identyfikacji
mo\esz wykorzystać udostępnione materiały pomocnicze.
5
1.2.3 Opracowanie zagadnień z zakresu minerałów
Pobierz od prowadzącego zestaw zagadnień. Opracuj je na podstawie wystawy kryształów
i minerałów znajdującej się w budynku Wydziału In\ynierii Lądowej i Środowiska (patrz
mapa).
Wydział In\ynierii Lądowej i Środowiska oznaczony jest na mapie numerem 10 oraz zakreślony
czerwonym kółkiem. Wystawa znajduje się na 4 piętrze budynku, po prawej stronie od schodów.
6
2. Pojęcia podstawowe. Sieć Bravais go
2.1 Wprowadzenie
Przed przystąpieniem do wykonywania ćwiczenia student zobowiązany jest do zapoznania się
z podstawowymi pojęciami z zakresu krystalografii. Nale\ą do nich między innymi: układ
krystalograficzny, sieć Bravais go, komórka elementarna, komórka prymitywna, baza atomowa,
metoda Wignera-Seitza. Informacje zawarte w tej instrukcji stanowią tylko i wyłącznie
przypomnienie najwa\niejszych pojęć i definicji. Student zobowiązany jest poszerzyć swoją
wiedzę w oparciu o wykład oraz fachową literaturę.
2.2 Przypomnienie podstawowych definicji
2.2.1 Układ krystalograficzny
Układ krystalograficzny to system klasyfikacji kryształów ze względu na układ wewnętrzny
cząsteczek w sieci krystalicznej. System wyró\nia siedem układów, w których wyró\nia się 32
klasy krystalograficzne. Ka\da klasa ma inny rodzaj symetrii w układzie cząsteczek w krysztale.
Układ cząstek wynika po części ze struktury chemicznej cząsteczki. Większość kryształów
przyjmuje formę regularnego wielościanu. Zewnętrzny kształt kryształu (monokryształu) jest
odzwierciedleniem jego struktury wewnętrznej. Wewnątrz kryształu atomy, jony i cząsteczki są
uporządkowane przestrzennie w określony, regularny sposób.
Elementami symetrii budowy kryształów są:
" płaszczyzny symetrii;
" osie symetrii;
" środek symetrii.
2.2.2 Sieć Bravais go
Układ krystalograficzny opisuje się często za pomocą sieci Bravais'go. Jest to sposób
wypełnienia przestrzeni przez wielokrotne powtarzanie operacji translacji komórki elementarnej.
Jest to nieskończona sieć punktów przestrzeni otrzymanych wskutek przesunięcia jednego punktu
o wszystkie mo\liwe wektory typu:
T = n1a+ n2b+ n3c ,
gdzie liczby n są liczbami całkowitymi, a wektory a, b i c są to tzw. wektory prymitywne (trzy
najkrótsze wektory, nie le\ące w jednej płaszczyznie, tworzące daną sieć jak wersory na osiach
układu współrzędnych).
7
Sieci Bravais'go uzyskiwane są przez zło\enie 7 systemów krystalograficznych i 4 sposobów
centrowania (P prymitywne; A, B lub C centrowanie na podstawach; F centrowanie na
wszystkich ścianach; I centrowanie przestrzenne).
2.2.3 Komórka elementarna
Komórka elementarna jest to najmniejsza, powtarzalna część struktury kryształu, zawierająca
wszystkie rodzaje cząsteczek, jonów i atomów, które tworzą określoną sieć krystaliczną.
Komórka elementarna powtarza się we wszystkich trzech kierunkach, tworząc zamknięta sieć
przestrzenną, której główną cechą jest symetria. Komórka elementarna ma zawsze kształt
równoległościanu. Poprzez translacje komórki elementarnej o wektory będące całkowitymi
wielokrotnościami wektorów sieci krystalicznej otrzymuje się całą sieć krystaliczną kryształu.
Przykładowe komórki elementarne:
Układ regularny Układ tetragonalny Układ heksagonalny
Układ trygonalny Układ rombowy Układ jednoskośny
2.2.4 Komórka prymitywna
Komórka elementarna, która zawiera tylko jeden węzeł sieci krystalicznej nazywana jest
komórką prymitywną. Jest to najmniejsza mo\liwa do wyró\nienia komórka elementarna.
8
2.2.5 Baza atomowa
Baza atomowa jest to zespół atomów przyporządkowanych węzłowi sieci przestrzennej (są to
atomy zawarte w komórce prymitywnej).
2.2.6 Metoda Wignera-Seitza
W celu wyznaczenia komórki prymitywnej tą metodą nale\y w pierwszym kroku wybrać jeden
węzeł sieci, a następnie narysować odcinki łączące go ze wszystkimi sąsiednimi węzłami. Po
narysowaniu odcinków nale\y wyznaczyć ich symetralne w ten sposób, aby się wzajemnie
przecinały. Przecinające się symetralne utworzą figurę jest to komórka prymitywna Wignera-
Seitza. Wielościan ten odzwierciedla symetrię zadanej sieci krystalicznej.
9
3. Wskazniki Millera
3.1 Wprowadzenie
Przed przystąpieniem do wykonywania ćwiczenia student zobowiązany jest do zapoznania się
z podstawowymi pojęciami z zakresu krystalografii. Nale\ą do nich między innymi: wskazniki
Millera dla węzłów, kierunków krystalograficznych, płaszczyzn. Informacje zawarte w tej
instrukcji stanowią tylko i wyłącznie przypomnienie najwa\niejszych pojęć i definicji. Student
zobowiązany jest poszerzyć swoją wiedzę w oparciu o wykład oraz fachową literaturę.
3.2 Przypomnienie podstawowych definicji
3.2.1 Wskazniki węzłów
Współrzędne punktów w komórce elementarnej wyra\a się tak samo jak
współrzędne punktów w układzie współrzędnych w geometrii analitycznej,
ale jednostkami na osiach są parametry komórki a, b, c. Współrzędne
punktu sÄ… liczbami rzeczywistymi zapisywanymi jako ciÄ…g trzech cyfr
oddzielonych przecinkami, np. ½,½,½.
Rysunek 1 Przykładowe wskazniki dla węzłów (punktów)
3.2.2 Wskazniki Millera prostej (wskazniki kierunków krystalograficznych)
Wskazniki Millera prostej L są współrzędnymi punktu przecięcia tej prostej z jedną z osi
głównych kryształu w układzie współrzędnych, którego osie równie\ są osiami głównymi a jego
środek le\y na prostej L. Wskazniki dobiera się w taki sposób, aby były zbiorem najmniejszych
mo\liwych liczb naturalnych. Przyjęło się wskazniki prostych umieszczać w nawiasach
kwadratowych []. Je\eli któryś ze wskazników jest ujemny, znak minus umieszcza się nad liczbą.
Proste równoległe do siebie mają takie same wskazniki. W przypadku układu regularnego
wskazniki Millera prostej są równoznaczne z oznaczeniem kierunku tej prostej w układzie
kartezjańskim. Wskazniki Millera prostej nazywa się równie\ wskaznikami prostej sieciowej.
Rysunek 2 Przykładowe wskazniki Millera dla prostych.
10
3.2.3 Wskazniki Millera płaszczyzn
Płaszczyzna przecina osie kryształu w pewnych punktach, odcinając odcinki o pewnej długości.
Stosunki stałej sieciowej do długości tych odcinków, pomno\one przez stałą dają wskazniki
Millera tej płaszczyzny. Stała musi być tak dobrana, aby wskazniki były jak najmniejszymi
liczbami naturalnymi. W przypadku, gdy płaszczyzna jest równoległa do którejś z osi, to punkt
przecięcia znajduje się w nieskończoności, co daje wskaznik Millera równy 0. Wskazniki Millera
dla płaszczyzn umieszcza się w nawiasach okrągłych (). Umieszczenie ich w nawiasach
klamrowych {} wskazuje zbiór ścian symetrycznie równowa\nych. Równie\ w tym przypadku
ewentualny minus zapisywany jest nad liczbą. Przykładem mo\e być zbiór opisany symbolem
{100}, na który składają się ściany: (100) , (010) , (001) , (100), (010), (001) . Podobnie jak
w przypadku prostych, płaszczyzny równoległe do siebie mają takie same wskazniki Millera.
Takimi samymi wskaznikami, jak dana płaszczyzna mo\e zostać opisana prosta prostopadła do
niej. W przypadku układu regularnego wskazniki Millera płaszczyzny są równoznaczne
z oznaczeniem kierunku normalnej tej płaszczyzny w układzie kartezjańskim.
Rysunek 3 Przykładowe wskazniki Millera dla płaszczyzn.
11
4. Gęstość upakowania
4.1 Wprowadzenie
Przed przystąpieniem do wykonywania ćwiczenia student zobowiązany jest do zapoznania się
z podstawowymi pojęciami z zakresu krystalografii. Nale\ą do nich między innymi: liczba
koordynacyjna, wysokość komórki elementarnej, przybli\enie twardych kul, objętość oraz
gęstość upakowania komórki elementarnej. Informacje zawarte w tej instrukcji stanowią tylko
i wyłącznie przypomnienie najwa\niejszych pojęć i definicji. Student zobowiązany jest poszerzyć
swoją wiedzę w oparciu o wykład oraz fachową literaturę.
4.2 Przypomnienie podstawowych definicji
4.2.1 Liczba koordynacyjna
Liczba koordynacyjna jest to liczba najbli\szych sąsiadów tzn. atomów najbli\szych
i równooddalonych od danego atomu.
Rysunek 4 Przykładowo dla struktury bcc liczba koordynacyjna wynosi 8.
4.2.2 Przybli\enie twardych kul
W krystalografii zakłada się, \e atomy (jony) są twardymi, sztywnymi kulami o pewnym
promieniu R, a struktura krystaliczna jest stabilna wtedy, gdy atomy będące najbli\ej siebie
stykajÄ… siÄ™.
Przykład: w strukturze regularnej centrowanej, atomy stykają się wzdłu\ przekątnej ściany
sześcianu: ich cztery promienie są równe długości przekątnej.
a 2 = 4R
12
4.2.3 Objętość komórki elementarnej
ObjÄ™tość komórki elementarnej obliczamy jako iloczyn mieszany V = a(b × c)
V = abc 1- cos2 Ä… - cos2 ² - cos2 Å‚ + 2cosÄ… cos ² cosÅ‚
dla ukÅ‚adu jednoskoÅ›nego V = abc sin ² ;
dla układu rombowego V = abc ;
dla ukÅ‚adu heksagonalnego V = abc sin 60° = abc( 3 / 2);
4.2.4 Gęstość upakowania komórki elementarnej
Gęstość upakowania komórki elementarnej jest to stosunek objętości zajętej przez atomy zawarte
w komórce elementarnej do jej objętości.
Przykład:
W strukturze fcc w komórce są 4 atomy: a 2 = 4R
4Vatomu 4(43 Ä„R3)=
= 0,74
Vkomórki a3
13
5. Badanie niektórych własności kryształów
5.1 Wprowadzenie
Ćwiczenie podzielone jest na 7 części. Ka\dy student musi wziąć udział w większości z nich.
W tym celu studenci zostaną podzieleni na grupy, które będą wykonywały jedno z zadań. Na
wykonanie ka\dego z zadań grupa ma około 25 minut. Całkowity czas trwania ćwiczenia wynosi
180 minut (dwa wejścia laboratoryjne). Wyniki dotyczące wyhodowanego kryształu umieść
w sprawozdaniu.
5.2 Badanie niektórych własności wyhodowanych kryształów
5.2.1 Gęstość kryształu
Kryształy mają najczęściej skomplikowany kształt, dlatego metodą pomiaru gęstości jest metoda
oparta na prawie Archimedesa. Wybierz kilka (lub jeden) kryształów, ka\dy zwa\ a następnie
zwa\ je po całkowitym zanurzeniu w cieczy. Oszacuj maksymalny błąd pomiaru.
Oblicz teoretyczną wartość gęstości (na podstawie danych krystalograficznych, które mo\na
znalezć np. w Internecie). Teoretyczna gęstość kryształu to gęstość komórki elementarnej:
mkom.el.
Á =
Vkom.el.
Porównaj otrzymany średni wynik pomiaru z teoretycznie obliczoną wartością. Je\eli wyniki
ró\ni się, spróbuj wyjaśnić pochodzenie ró\nicy.
Uwaga:
A. W przypadku NaCl i KCl znajdz parametry komórki elementarnej w Internecie, a \eby
obliczyć ilość atomów w komórce skorzystaj z modelu komórki: KCl (sylwin, ang. sylvine),
NaCl (halit, ang. halite);
B. W przypadku ałunu (KAl(SO4)-12H2O ang. alum) znajdz parametry komórki elementarnej
oraz przyjmij, \e w komórce elementarnej znajdują się 4 cząsteczki;
C. W przypadku siarczanu miedzi (5-wodny siarczan miedzi: CuSO4 x 5H2O, minerał nazywa się
chalkantyt ang. chalcantite) znajdz parametry komórki elementarnej oraz odpowiedni wzór do
obliczania objętości, oraz przyjmij, \e w komórce elementarnej znajdują się 2 cząsteczki;
D. W przypadku octanu miedzi (Cu(CH3CO)2-H2O), znajdz odpowiedni wzór; parametry
komórki sÄ… nastÄ™pujÄ…ce: a = 13,863 Å, b = 8.558 Å, c = 13,171 Å, ² = 117,02°, a w komórce
znajduje siÄ™ 8 czÄ…steczek zwiÄ…zku.
14
5.2.2 Wygląd kryształu
W sprawozdaniu umieść opis wyglądu kryształu, określ równie\ jego wielkość. Naszkicuj swój
kryształ. W razie potrzeby mo\esz obejrzeć wyhodowany kryształ pod lupą. Porównaj kształt
i rozmiar swojego kryształu z innymi (inne grupy, Internet).
5.2.2 Przewodność kryształu
Sprawdz przy u\yciu omomierza, czy Twój kryształ jest przewodnikiem, czy izolatorem.
Uzyskaną informację umieść w sprawozdaniu.
5.3 Badanie niektórych własności optycznych kryształów
Niektóre kryształy charakteryzują się anizotropią optyczną. Oznacza to, \e światło wewnątrz
kryształu rozdziela się na dwa promienie przemieszczające się z ró\nymi prędkościami oraz
spolaryzowane w kierunkach do siebie prostopadłych. Mówimy, \e światło rozdziela się na dwa
promienie: zwyczajny i nadzwyczajny. Prędkość rozchodzenia się promienia zwyczajnego jest
taka sama w ka\dym kierunku, natomiast promień nadzwyczajny rozchodzi się w krysztale
z prędkością zale\ną od kierunku.
Przykładem takiego kryształu jest kalcyt. W kryształach dwójłomnych mo\na obserwować ró\ne
ciekawe zjawiska, szczególnie w świetle spolaryzowanym.
Uzyskane przez siebie wnioski wynikające z obserwacji kryształów przy u\yciu polaryzatora
i analizatora umieść w sprawozdaniu.
5.3.1 Przebieg badania
" Ustaw polaryzator i analizator tak, aby ich kierunki polaryzacji były względem siebie
prostopadłe (wskazówka: światło przez taki układ nie przechodzi).
" Zbadaj, co się dzieje po wło\eniu ró\nych przezroczystych materiałów pomiędzy polaryzator
a analizator. W tym celu włó\ po kolei poszczególne materiały pomiędzy polaryzator
a analizator i obracając nimi wokół osi układu obserwuj efekty. Mo\na zauwa\yć dwa typy
zachowań. Jak mo\na to wyjaśnić, a zatem jak mo\na sklasyfikować poszczególne badane
materiały? Jak mo\na zatem wykorzystać obserwacje w świetle spolaryzowanym
w krystalografii?
" Celofan nie jest kryształem, ale jest on zbudowany z podłu\nych cząsteczek uło\onych
równolegle do siebie dlatego zachowuje się on jak kryształy dwójłomne. Zatem, wez warstwę
celofanu i włó\ pomiędzy polaryzator i analizator i zaobserwuj podobne zjawisko jak
poprzednio.
" Sprawdz ile jest poło\eń warstwy celofanu, w których światło przechodzi, a ile poło\eń,
w których światło przez układ nie przechodzi.
15
" Włó\ dwie, trzy, cztery.. warstwy celofanu (wszystkie pod takim kątem, aby światło
przechodziło). Co się dzieję? Zastanów się jak to wyjaśnić.
5.4 Metody dyfrakcyjne badania struktury kryształów
Masz do dyspozycji dwie siatki dyfrakcyjne: discovery (zielona) i unit cell (niebieska). Na
kartce pokazane są wzory znajdujące się na poszczególnych segmentach siatek. Korzystając
z siatek oraz lasera wykonaj odpowiednie doświadczenia i na podstawie ich wyniku sformułuj
odpowiedzi na pytania oraz zawrzyj je w sprawozdaniu:
1. Jaki jest obraz dyfrakcyjny sieci poziomych (pionowych) linii?
2. Jaki jest obraz dyfrakcyjny:
a) kwadratowej sieci punktów?
b) prostokątnej sieci punktów?
c) równoległobocznej sieci punktów?
d) sześciokątnej sieci punktów?
3. Jak orientacja obrazu dyfrakcyjnego jest związana z orientacją sieci punktów?
4. Znajdz dwie takie same sieci, ró\niące się jedynie rozmiarem. Wykonaj doświadczenia
pozwalające zmierzyć rozmiar komórek elementarnych w obu przypadkach. UWAGA: czy jest to
przypadek dyfrakcji Bragga, czy Fraunhofera?
5. Porównaj, jak zmienia się obraz dyfrakcyjny w przypadku niecentrowanych i centrowanych
komórek elementarnych.
5.5 Badanie struktury kryształów metodą dyfrakcji promieniowania
rentgenowskiego
1. Zapoznaj się z głównymi częściami dyfraktometru (lampa, szczeliny, detektor, uchwyt próbki).
2. Wykonaj pomiar w zakresie kÄ…tów 2¸ od 27° do 60°.
3. Opracuj wyniki otrzymane w ramach ćwiczenia D w postaci sprawozdania:
a. Wiedząc, \e lampa rentgenowska ma anodę z Cu wyznacz, na podstawie prawa Braggów
odległości międzypłaszczyznowe odpowiadające wszystkim zaobserwowanym refleksom
dyfrakcyjnym.
b. Wiedząc, \e badany materiał krystaliczny ma strukturę regularną, a refleks dyfrakcyjny
obserwowany pod kÄ…tem 28,4° pochodzi od pÅ‚aszczyzn krystalicznych o wskaznikach Millera
(200) wyznacz:
" wskazniki Millera wszystkich pozostałych refleksów;
" parametr komórki elementarnej badanego związku.
" rodzaj centrowania komórki elementarnej.
16
5.6 Budowanie modeli krystalicznych
Poszukaj w dostępnych zródłach (Internet, ksią\ki& ) jak wyglądają struktury krystaliczne:
blendy cynkowej, lodu i kwarcu. Z dostępnych elementów zbuduj modele tych struktur
krystalicznych. Po sprawdzeniu ich przez prowadzących rozłó\ modele na elementy składowe.
5.7 Gęstość upakowania piasku
Zmierz gęstość upakowania piasku korzystając z cylindra miarowego, dowolnego
przezroczystego, niezbyt du\ego naczynia i wody. Otrzymane wyniki przedyskutuj i porównaj
z największą mo\liwą gęstością upakowania kul w przestrzeni.
5.8 Symetria
W Internecie jest mnóstwo ciekawych, interaktywnych stron dotyczących symetrii. Znajdz coś
ciekawego i przez około 10 minut pobaw się . Je\eli nie udało ci się nic ciekawego znalezć, to
skorzystaj z adresu: http://gwydir.demon.co.uk/jo/symmetry/index.htm
Zbadaj symetrię otrzymanych modeli. Znajdz wszystkie osie symetrii badanych brył. Sprawdz,
czy mają one środek symetrii i jeśli tak podaj jego współrzędne. Znajdz wszystkie płaszczyzny
symetrii i podaj ich wskazniki.
Wykonaj, w oparciu o wiedzę zdobytą na wykładzie oraz w trakcie laboratorium, inne polecenia
przekazane przez prowadzÄ…cego.
17
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Mat Dyd sys inf zarz zapasami?SMSIB Instrukcja do Cw Lab krystalizacjaInstrukcja bhp dla sprzedawcy mat budowlanychinstrukcja bhp przy obsludze krystalizatorainstrukcja prezentacja2Mat 6 Grawitacja dolnyMAT BUD 6instrukcja bhp przy obsludze euro grillaDS1000PL InstrukcjaBlaupunkt CR5WH Alarm Clock Radio instrukcja EN i PLInstrukcja do cwiczenia 4 Pomiary oscyloskopoweInstrukcja F (2010)więcej podobnych podstron