MALZEME BİLGİSİ
DERS 4
DR. FATİH AY
www.fatihay.net
[email protected]
GEÇEN HAFTA
 TEMEL KAVRAMLAR
 ATOMLARDA ELEKTRONLAR
 PERİYODİK TABLO
BÖLÜM II
ATOM YAPISI VE ATOMLARARASı BAĞLAR
 BAĞ KUVVETLERİ VE ENERJİLERİ
 ATOMLARARASI BİRİNCİL BAĞLAR
 İKİNCİL VEYA VAN DER WAALS BAĞLARI
 MOLEKÜLLER
BAĞ KUVVETLERİ VE ENERJİLERİ
Kimyasal Bağ: Atomları birbirine bağlayan ve bir arada kalmalarını
sağlayan kuvvetlerdir.
BAĞ KUVVETLERİ VE ENERJİLERİ
Atomlar neden bağ yaparlar?
Kararsız hal
Kararlı hal
Kararsız hal
Kararlı hal
Kararsız hal
Kararlı hal
Kararlı Hal
Kararsız Hal
Kinetik enerji vererek hal değiştirme
İzole iki atomda, atomlararası
mesafenin
a) İtme ve çekme kuvvetleri
üzerine
b) İtme, çekme ve net potansiyel
enerjileri üzerine olan etkisi
r0
Denge mesafesi
E0
Bağ enerjisi
FA
Çekme kuvveti
FÇ
FR
İtme kuvveti
Fİ
FÇ
Bağ kuvveti ile ilişkili
Fİ
Negatif yüklü elektron
bulutlarından kaynaklanır
Oda Sıcaklığında Bağ Enerjisi
Derin ve dar enerji çukuru: Yüksek bağ enerjisi, düşük genleşme katsayısına sahip ve
sıcaklık değişimlerinde küçük boyutsal değişimler gösteren malzemelerde görülür.
Birincil (Kimyasal) Bağlar
İyonik
Metal
Ametal
Kovalent
Ametal
Ametal
Metalik
İyonik Bağ
 Metalik ve metalik olmayan elementlerin yaptığı bileşiklerde
bulunurlar
 Metalik element atomları serbest elektronlarını verirler
 Ametal element atomları elektron alırlar
 Her iki element de soygaz yapısına ulaşırlar
 Atomlararası çekim kuvveti Coulomb türü kuvvetlerdir:Yani pozitif
ve negatif iyonlar net elektrik yükü ile orantılı olarak birbirlerini
çekerler.
İyonik Bağ
Kovalent Bağ
 Komşu iki atom arasında en az bir elektronun ortak
kullanılmasıdır ( CH4, HO2, HF vb. )
 Aynı elementler elektronlarını ortak kullanabilirler ( F2, O2, N2 vb)
 Bir atomda kovalent bağ sayısı serbest elektron sayısı ile
belirlenir
Kovalent Bağ
Atomlararası bağlar kısmen iyonik kısmen kovalent olabilir
%  ö = 1 − exp −0,25  − 


2
100
A ve B elementlerinin elektronegatiflikleri
Metalik Bağ
 Metal ve alaşımlarda bulunur
 Serbest elektronlar herhangi bir atoma bağlı olmayıp serbest
olarak dolaşırlar
 Serbest elektronlar dışındaki elektronlar ile atom çekirdeği, iyon
çekirdeğini oluştururlar
 Negatif yönlü serbest elektronlar, pozitif yönlü iyon çekirdeklerini
elektrostatik itme kuvvetlerinden korurlar
Metalik Bağ
 Serbest elektronlar iyon çekirdeklerini bir arada tutan
«yapıştırıcı» görevi görürler
 Metalik bağlar zayıf veya kuvvetli olabilirler
 IA ve IIA grubu elementleri ile bütün ana metallerde bulunur
Metalik Bağ
Serbest elektronlar
Metaller
İyonik ve kovalent bağlı
malzemeler
Elektriği ve ısıyı iletir
Var
Elektriği ve ısıyı iletmez
Yok
İkincil (Fiziksel) veya Van Der Waals Bağlar
 Daha zayıftırlar
 Hemen hemen bütün atom ve moleküllerde bulunurlar
 İkincil bağ kuvvetleri atomsal veya moleküle ait dipollerden
kaynaklanır
 Hidrojen Bağı ikincil bağların özel bir tipi olup, bağın
bileşenlerinden birisi hidrojen molekülü ise bu tür bağ oluşur
İkincil (Fiziksel) veya Van Der Waals Bağlar
a) Elektriksel olarak
simetrik bir atom
b) Uyarılmış bir
atomda dipolün şekli
Değişim kaynaklı dipol bağları
İkincil (Fiziksel) veya Van Der Waals Bağlar
Polar Molekül
Polar-molekül kaynaklı dipol bağları
İkincil (Fiziksel) veya Van Der Waals Bağlar
Hidrojen bağları
F, O, N
Bazı maddelerin bağ enerjileri ve ergime sıcaklıkları
MOLEKÜLLER
 Birçok molekül kuvvetli kovalent bağ ilebirbirine bağlanmış atom
gruplarından oluşur.
 Yoğuşmuş sıvı ve katı durumundaki moleküller arasındaki bağlar
zayıf ikincil bağlardır.
 Ergime ve kaynama noktaları nispeten düşüktür.
 Küçük moleküllerin çoğu normal şartlar altında gaz halindedirler.
 Aşırı büyüklükte olan moleküller ise katı haldedir.
BAĞLAR
(ÖZET)
TÜR
İyonik
Kovalent
Metalik
İkincil
BAĞ ENERJİSİ
Büyük
Değişken
Değişken
En küçük
YORUM
Yönlenme yok
Yönlenme var
Yönlenme yok
Yönlenme var
BİRİNCİL BAĞLAR (ÖZET)
Seramikler
(İyonik ve kovalent bağlar)
Metaller
(Metalik bağlar)
Polimerler
(Kovalent ve ikincil bağlar)
Yüksek bağ enerjisi
Yüksek ergime sıcaklığı (Tm)
Yüksek bağ enerjisi (E)
Değişken bağ enerjisi
Yüksek ergime sıcaklığı (Tm)
Yüksek bağ enerjisi (E)
Yönelime bağlı özellik
İkincil bağlar baskın
Düşük ergime sıcaklığı (Tm)
Düşük bağ enerjisi (E)
http://www.youtube.com/watch?v=PKA4CZwbZWU
KAYNAKLAR
1. Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, William D. Callister, David G. Rethwisch (Nobel Yayınevi, Sekizinci
Basımdan Çeviri)
2. www.polywellnuclearfusion.com
3. www.tutorvista.com
4. www.123rf.com
5. www.karmabilgi.net
6. http://www.youtube.com/watch?v=PKA4CZwbZWU
4. DERSİN SONU
Download

Malzeme Bilgisi-Ders 4