Bài 1 giới thiệu chung

CƠ SỞ KHOA HỌC VẬT LIỆUPGS.TS Đ QUANG MINH Ỗ B môn Silicat, ĐHBK Tp HCM... CẤU TRÚCCÔNG NGHỆ TÍNH CHẤT...  - Cấu trúc tinh thể đơn tinh thể và đa tinh thể. - Cấu trúc vô định hình vô c

CƠ SỞ KHOA HỌC VẬT LIỆU

PGS.TS Đ QUANG MINH Ỗ

B môn Silicat, ĐHBK Tp HCM ộ

 1 – Calister W.D., Material Science & Engineering – An

Introduction, 7 th edition, Wiley&Son, New York, USA, 1989

 2 – Van Vlack L.H., Elemments of Material Science & Engineering

6 th edition, Wesley, Massachusetts, USA, 1989

CẤU TRÚC

CÔNG NGHỆ

TÍNH CHẤT

AND REMEMBER:

MATERIALS “DRIVE” OUR

SOCIETY!

 Ages of “Man” we survive based on the materials we control

 Stone Age – naturally occurring materials

 Special rocks, skins, wood

 High Strength Alloys

 Non-Ferrous and Polymer Age

 Aluminum, Titanium and Nickel (superalloys) – aerospace

 Silicon – Information

 Plastics and Composites – food preservation, housing, aerospace and higher speeds

 Exotic Materials Age?

 Nano-Material and bio-Materials – they are coming and then …

 - Cấu trúc tinh thể (đơn tinh thể và đa tinh thể).

 - Cấu trúc vô định hình (vô cơ, hữu cơ) và vật liệu nano (vi tinh thể).

V T LI U KIM LO I Ậ Ệ Ạ

 V t li u kim lo i là s k t h p các nguyên t kim ậ ệ ạ ự ế ợ ố

lo i nh Fe, Al, Cu, Ag, Au… ạ ư

- Liên k t kim lo i: Nguyên t đ nh v , mây electron ế ạ ử ị ị

V T LI U CERAMIC (G M) Ậ Ệ Ố

 Th ng là h p ch t c a m t kim lo i và phi kim (Có oxy: ườ ợ ấ ủ ộ ạ

Al2O3, SiO2 không oxy: SiC, BN, Si3N4…)

 Liên k t chính: ion và c ng hóa trế ộ ị

A polymer is a generic term used to describe a substantially long molecule This

long molecule consists of structural units and repeating units strung together through chemical bonds The process of converting these units to a polymer is called

polymerization These units consist of monomers , which are typically small

molecules of low molecular weight.

Polyethylene, polystyrene

DNA, RNA, and oligonucleotides

Polypeptides and proteins

Cartilage, scar tissue, muscle, much of us Kevlar, Kapton, Nylon

Dendrimers – well, sort of…

CÁC LO I POLYMER Ạ

ho c xích flexible M m, và d bi n m m khi đ t ặ ề ễ ế ề ố

nóng (Ví d : plastic) ụ

nhi u nhánh ngang ho c t o m ng không gian ề ặ ạ ạ

C ng và dòn (Epoxy) ứ

d ng trung gian c a hai lo i trên Có tính đàn h i

(rubber – cao su)

COMPOSITE

NH NG KHÁI NI M KHÁC Ữ Ệ

 V t li u tiên ti n (Advanced Materials): ậ ệ ế Bán

Nano (Nanomaterials), Thông minh (Smart

Materials)

 Nh ng yêu c u v t li u hi n đ i: ữ ầ ậ ệ ệ ạ Trong

nh ng lĩnh v c ng d ng công ngh khác nhau ữ ự ứ ụ ệ(nguyên t , phóng x , truy n thông,…).ử ạ ề

C U T O NGUYÊN T VÀ CÁC D NG Ấ Ạ Ử Ạ LIÊN K T TRONG CH T R N Ế Ấ Ắ

XÁC SU T TÌM H T Ấ Ạ

C U T O NGUYÊN T VÀ CÁC D NG Ấ Ạ Ử Ạ

LIÊN K T TRONG CH T R N Ế Ấ Ắ

quĩ đ o đ c đ c tr ng b ng nhi u s l ng t :ạ ượ ặ ư ằ ề ố ượ ử

 1.S quĩ đ o: n (1,2,3….) kích th c & năng l ng ng.tố ạ ướ ươ ử

 2.Moment đ ng l ng l (l = 0 v i n - 1): liên quan t i hình ộ ượ ớ ớ

d ng quĩ đ o (l = 0 g i là s, l = 1 g i là p, l = 2 là d, l = 3 là f).ạ ạ ọ ọ

 3.L ng t t m (mượ ử ừ l = l v i –l t i 0 (đ nh h ng quĩ đ o ớ ớ ị ướ ạ

trong không gian so v i quĩ đ o khác), ớ ạ

 4.L ng t spin (mượ ử s = ± ½) ch tr ng thái spin c a electron.ỉ ạ ủ

NGUYÊN LÝ LO I TR PAULI VÀ QUI Ạ Ừ

 Qui t c Hund: ắ C u hình năng l ng th p nh t ấ ượ ấ ấ

c a m t nguyên t có s electron không c p đôi ủ ộ ử ố ặ

l n nh t phù h p nguyên lý Pauliớ ấ ợ

N : 1s2 2s2 2p3, O : 1s2 2s2 2p4,

F : 1s2 2s2 2p5, Ne : 1s2 2s2 2p6,

Na : 1s2 2s2 2p63s1 OR [Ne] 3s1

PHÂN LO I Ạ

B NG TU N HOÀN CÁC NGUYÊN T HÓA H C Ả Ầ Ố Ọ

 Phân nhóm chính: đi n đ y qu đ o ề ầ ỹ ạ s and p (Na, Al, Ne, O)

 Nguyên t chuy n ti p: l p đ y qu đ o ố ể ế ấ ầ ỹ ạ d (Fe, Co, Ni)

đi n đ y 4ề ầ f và 5f (Eu, Am, Es)

BẢNG TUẦN HOÀN

CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

CÁC ELECTRON HÓA TR (HAY LIÊN Ị

K T) Ế

Các electron l p ngoài cùng (theo n) ớ

tham gia liên k t.ế

Các nguyên t có cùng c u hình electron hóa tr có tính ch t ố ấ ị ấhóa h c t ng t nhau.ọ ươ ự

Các electron ngoài cùng còn g i là electron l p v ọ ớ ỏ

Atom Valence Electrons

The Order in which the Orbitals Fill in Polyelectronic Atoms

NĂNG L ƯỢ NG ION HÓA

Năng l ng c n đ chuy n m t electron t nguyên t ượ ầ ể ể ộ ừ ử( tr ng thái không kích thích)ở ạ

The Values of First Ionization Energy for The Elements in the First Six Periods

ÁI L C ELECTRON Ự

Năng l ng c n (t a ra) đ thêm m t electron vào nguyên ượ ầ ỏ ể ộ

t : ử

X(g) + e  X(g)

The Electronic Affinity Values for Atoms Among the

First 20 Elements that Form Stable, Isolated X - Ions

t trái qua ph i do tăng ừ ả

đi n tích ion Electron ệ

hóa tr g n v i h t nhân ị ầ ớ ạ

th c ng.t ướ ử

group, because of the

increase in orbital sizes

in successive principal

quantum levels

THÔNG TIN T B NG TU N HOÀN Ừ Ả Ầ

4. Kim lo i và phi kim đ c tr ng b i tính ch t hóa lý ạ ặ ư ở ấ

Nhi u nguyên t có tính ch t trung gian (á kim) ề ố ấ

Special Names for Groups in the Periodic Table

 - C u trúc tinh th (đ n tinh th v đa tinh th ) ấ ể ơ ể ể

 - C u trc vô đ nh hình (vô c , h u c ) v t li u nano ấ ị ơ ữ ơ ậ ệ (vi tinh th ) ể

TH Y TINH KIM LO I Ủ Ạ

THỂ HIỆN TÍNH CHẤT RẤT ĐỘC ĐÁO, NHẤT LÀ KHI KÍCH THƯỚC HẠT Ở MỨC NANO, CŨNG NHƯ VÔ ĐỊNH HÌNH

IT SHOWS UNIQUE PROPERTIES WHEN GRAIN SIZE DOWN TO NANO SCALE, EVEN AMORPHOUS CONFIGURATION

TH Y TINH OXIT Ủ