1 / 31

Chemick á vazba a termodynamické vlastnosti krystalických látek

Chemick á vazba a termodynamické vlastnosti krystalických látek. Termodynamic ká data materiálů. Slučovací e ntalp ie – D f H ° 298 K - k alorimetr ie (rozpouštěcí, fázové transformace) - vysokoteplotní rovnovážná data (2 . věta) - odhadové metody

lilka
Download Presentation

Chemick á vazba a termodynamické vlastnosti krystalických látek

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Chemická vazba a termodynamické vlastnosti krystalických látek

  2. Termodynamická data materiálů • Slučovací entalpie – Df H°298 K • - kalorimetrie (rozpouštěcí, fázové transformace) • - vysokoteplotní rovnovážná data (2. věta) • - odhadové metody • - kohezní energie - elektronová struktura • Entropie – S°298 K • - nízkoteplotní Cp(T) • - vysokoteplotní rovnovážná data (3. věta) • - odhadové metody • Tepelná kapacita – Cp(T) , T = 298 K … Tt • - DSC, relativní entalpie (vhazovacíkalorimetrie) • - odhady (Neumann-Kopp), semiempirické aproximace (D-E • - ab-initio výpočet v rámci harmonické aproximace

  3. Slučovací entalpie Df H° = H°AB–H°A – H°B prvky ve stabilní modifikaci H = E + PV E = Ec + Evib+ Eel kohezní energie (chemická vazba) Ec = Etot(AB) – Etot(A) – Etot(B) izolované atomy v základním stavu celková energie ref.stav: volné e- + volná jádra prvky ve stabilní modifikaci

  4. Výpočet celkové energie ab-initio– DFT DFT = density functional theory • Etot je funkcionálem elektronové hustoty r(r) • selfkonzistentní r(r) minimalizuje Etot – základní stav En-e kinetická energie neinteragujícího el.plynu s stejnou r(r) Ee-e En-n výměnně-korelační potenciál – aproximuje se (LDA,GGA)

  5. Wien2k - metoda LAPW (APW+lo) Elektronová struktura krystalů • Etot • DOS • EF • E(k) • magn.moment • el. hustota • vlnové funkce • „valence“ Struktura (grupa symetrie, mříž. parametry) Wien2k báze:LAPW nebo APW +lo (zvýšené rovinné vlny + lokální orbitaly) Exc : GGA nebo LDA (general gradient,local density) všechny elektrony, úplný potenciál Polohy a druh atomů • poruchy • silové konstanty • elast. konstanty • optic. vlastnosti • X-ray spektra • optimalizace • velikost MT- Ra • počet k-bodů • Ecut , Gmax, …

  6. Metoda LAPW (APW+lo) báze: linearizované robinné vlny (LAPW) navýšenérovinnévlny + lokální orbitaly (APW + lo) rovinné vlny I MTb MTa LAPW r’ Ra ra nebo APW lo LO – semikorové stavy

  7. Výpočet ECab-initio– Wien2k LSTART Hynl = Enlynl NN Test překryvu MT DSTART r SGROUP SYMMETRY KGEN ORB LDA+U • LAPW0 • 2 Vc = -8p r Vxc V VMT LAPW1 [2+V]yk = Ekyk V=Vc+Vxc LCORE Hynl = Enlynl Ek yk rcore LAPWSO rold LAPW2 rval = Skyk *yk , EF MIXER rnew=rold (rval+rcor) rval rnew stop konvergence LAPWDM Matice hustoty

  8. Výpočet celkové energie ab-initio– DFT

  9. MgO, CaO –kohezní energieab-initio

  10. Oxidy kovů alk. zemin – DfH°ab-initio

  11. Oxidy kovů alk. zemin – pásová struktura

  12. s*(a1g) 6 d* An – 7 s Ef An – 6 d 5 f * N – 2p An – 5 f p s AnN – kohezní energie a slučovací entalpie

  13. ThN, AmN – elektronová struktura (DOS)

  14. UN – elektronová struktura (DOS, E-k)

  15. ThN – AmN : elektronováhustota ThN AmN

  16. Charakter a rozdělení elektronů v AnN AcN ThN PaN UN NpN PuN AmN

  17. Poloha pásů‘5f ’ a’2p’ AcN ThN PaN UN NpN PuN AmN

  18. AnN - kohezníenergie AcN ThN PaN UN NpN PuN AmN

  19. AnN, An- kohezníenergie

  20. Slučovací entalpie AnN

  21. Elastické vlastnosti objemový modul tetragonální distorze trigonální distorze B0 = 181 GPa C11=192 GPa C12 = 175 GPa C44 = 46 GPa B0 = 197 GPa UN: ThN: exp: B0 = 194±2 GPa exp: B0 = 176±15 GPa

  22. Kmity mříže – harmonická aproximace

  23. MgO – disperze fononů superbuňka – lokální výchylky atomů  Hellmann-Feynmanovi síly fab dynamická matice D(fab,k)  sekulární rovnice D(fab,k) – w2Iab= 0

  24. MgO – DOS fononů, Cp, S298 S298 [J/mol/K] calc.27.7 exp. 26.9

  25. Entropie MgO a BaO S298 = 73.7 S298 = 27.7

  26. Oxidykovů alk. zemin - entropie

  27. Fononové spektrum UN a UO2

  28. Fononové spektrum UN a UO2

  29. Tepelná kapacita UN

  30. Tepelná kapacita UO2

  31. ThN – elastickévlastnosti Anisotropie: dynamická matice |D(C11,C12,C44,r)|=0 rychlost zvuku CL, CT1, CT2 CD=1561 m/s = 180 K

More Related