Выполнил: Лапин Руслан. Постройка из атомов ионов или молекул должна обладать минимальной внутренне энергией. Наименьшей внутренней энергией обладают. - презентация

1 Выполнил: Лапин Руслан

2 Постройка из атомов ионов или молекул должна обладать минимальной внутренне энергией. Наименьшей внутренней энергией обладают структуры, в которых частицы максимально сближены друг с другом или иными словами плотно упакованы.

3 Способ заполнения пространства шарами одинакового радиуса, при котором расстояния между центрами частиц минимальны, называются плотнейшими упаковками.

4 Несмотря на то, что шары максимально плотно прилегают друг к другу между ними все же остаются треугольные пустоты -лунки. Следующий слой упаковки должен помещаться в лунках предыдущего. Однако, мы не можем разместить шары следующего слоя во все лунках. Заполненной окажется только половина.

5 Пустоты относятся к двум различным типам. Одни сквозные и окружены 6 шариками, а другие несквозные и окружены 4 шариками. При ближайшем рассмотрении видно, что центры шаров, окружающих пустоты первого типа расположены по вершинам октаэдра ( октаэдрические ), а шаров, окружающих пустоты второго типа – по вершинам тетраэдра ( тетраэдрические ).

6 Как уже было показано, каждый последующий слой ПУ располагается в лунках предыдущего. Тип упаковки будет определяться тем, как заполняются третий и последующие слои ПУ. Частицы третьего слоя могут быть размещены двумя способами. От этого зависит тип упаковки.

7 Частицы третьего слоя располагаются над частицами первого и являются его эквивалентом. Обозначив соответствующие слои как А и В, формулу такой упаковки можно записать |AB|AB|.... Шар третьего слоя располагается над тетраэдрической пустотой между вторым и первым слоями, а октаэдрические пустоты образуют сквозной канал. Рассмотренная двухслойная упаковка называется плотнейшей гексагональной или ПГУ. Примерами веществ, образующих ПГУ являются структуры Mg.

8 ПГУ является одной из основных типов ПУ, так как степень заполнения объема частицами составляет 74,05%, т.е. 3/4 объема занимают шары.

9 В пустотах могут располагаться частицы другого сорта обладающие меньшим размером. В ПГУ тетраэдрические пустоты лежат над тетраэдрическими, а октаэдрические – над октаэдрическими. В ПКУ тетраэдрические пустоты расположены над октаэдрическими. В обеих упаковках над и под частицей находятся тетраэдрические пустоты. Таким образом, одну частицу любой ПУ окружают 1 октаэдрическая пустота и 2 тетраэдрические пустоты. В структурах построенных на базе ПУ на каждую частицу, образующую ПУ может приходиться максимум 1 частица, занимающая октаэдрическую пустоту и 2 частицы, занимающие тетраэдрические пустоты.

10 Число ближайших соседей, окружающих данную частицу в структурах кристаллов называется КООРДИНАЦИОННЫМ ЧИСЛОМ. В зависимости от количества, частицы образуют группировки различной формы. Так для КЧ=3 частицы будут занимать вершины треугольника и группировка будет иметь форму треугольника, при КЧ=4 – тетраэдра, КЧ=6 – октаэдра, КЧ=8 – куба и так далее. Условный многогранник, в центре которого находится частица, а вершины представлены ее координационным окружением называют КООРДИНАЦИОННЫМ ПОЛИЭДРОМ.

11 Исследование структуры вещества Гранулированные среды

12 Раздел химии в котором изучается пространственное расположение и химические связи атомов в кристаллах, а также зависимость физических и химических свойств кристаллических веществ от их строения.

13 ПУ используется для упаковки гранулированных сред. (порошков, песка, и.т.д). А так же для исследования их поведения при вибрациях, перевозках и т.д.

14 Моделирование ГПУ. Моделирование произвольного заполнения(с шарами одинакового радиуса) Моделирование произвольного заполнения(с шарами различного радиуса) Направления развития проекта:

15 Гексогонал ьная упаковка для R = 2, r =1

16 Рандомное заполнени е для R = 2, r =1(450 итераций)

17 Гексогональ- ная упаковка для R = 3, r =1

18 Рандомное заполнени е для R = 3, r =1(1500 итераций)

19 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!