Chimica Dei Solidi E Laboratorio 2024/2025

CHIMICA DEI SOLIDI Solidi cristallini. Reticoli di Bravais. Indici di Miller. Strutture cristalline dei materiali metallici. Strutture compatte (fcc, hcp). Solidi ionici: ciclo di Born-Haber, espressione di Born-Landé, costante di Madelung. Raggi ionici e limiti di stabilità. Strutture di CsCl, NaCl, ZnS, fluorite. Spinelli, fattore di inversione ed energia di stabilizzazione del campo cristallino (CFSE). Perovskiti. Solidi covalenti. Allotropia. Difetti puntuali. Concentrazione di equilibrio di difetti puntuali. Conducibilità ionica. Elettroliti solidi (sonda lambda). Centri di colore. Difetti di linea. Dislocazioni, vettore di Burgers, sistemi di scorrimento, interazioni tra dislocazioni, interazioni dislocazioni-difetti puntuali. Difetti di superficie: difetti di impilamento (stacking faults), geminazione (twins), bordi di grano a basso e alto angolo. Reticoli a siti coincidenti. Difetti di volume: inclusioni, precipitati, porosità. Interazioni tra difetti estesi: interazioni dislocazioni-bordi di grano (legge di Hall-Petch), interazione dislocazioni-precipitati (Zener drag). Diffrazione di onde da parte dei reticoli cristallini. Reticolo reciproco. Sfera di Ewald. Intensità della radiazione diffratta. Fattore di struttura. Proprietà elettroniche dei solidi. Elettrone in una scatola. Gas di Fermi a 0 K. Gas di Fermi a T > 0 K. Capacità termica del gas di elettroni. Conducibilità elettrica e legge di Ohm. Elettrone in un potenziale periodico. Teoria delle bande. Emissione termoionica e funzione lavoro. Semiconduttori. Livelli di Fermi nei semiconduttori. Conducibilità elettrica nei semiconduttori. Proprietà catalitiche di ossidi semiconduttori. Movimenti di atomi. Reazioni controllate dalla diffusione. Reazioni di opacizzazione (tarnish reactions). Altri esempi di reazioni tra solidi. LABORATORIO - Tecniche per la caratterizzazione dei solidi: SEM (Scanning Electron Microscopy), EDX (Energy Dispersion X-Ray Spectroscopy), CL (Cathodo-luminescence), IR (Infra Red) spectroscopy, RAMAN spectroscopy, XRD (X-ray Diffraction), XRF (X-ray Fluorescence), SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry).