ΕΤΥ-453
Κρυσταλλοχημεία

Διδάσκων

Κ. Στούμπος
email
cstoumpos@materials.uoc.gr
γραφείο
Γ-203, κτήριο Χημείας
τηλέφωνο
2810565037
Ώρες γραφείου
Τετάρτη 12:00-14:00

Προαπαιτούμενα

Ανακοινώσεις

Στόχοι

Η Δομή των Στερεών
Περιγραφή των κρυστάλλων και κατηγοριοποίηση των πολυεδρικών αναπαραστάσεων των Ανόργανων Κρυσταλλικών Δομών.
Θεωρία Ταινιών
Η ηλεκτρονική δομή από την σκοπιά της κρυσταλλικής δομής. Συσχέτιση δομής-ιδιοτήτων.
Μη-στοιχειομετρία και Κρυσταλλικές Ατέλειες
Έλεγχος ιδιοτήτων των στερεών.
Συνθετικές Μέθοδοι στην Ανόργανη Χημεία και Δομικός Χαρακτηρισμός
Ανάπτυξη Μονοκρυστάλλων, Πολυκρυσταλλικά και Άμορφα στερεά.
Εφαρμογές Ανόργανων Ενώσεων στη Σύγχρονη Τεχνολογία.

Διδακτέα Ύλη

  1. Δομικοί Τύποι στερεών
    1. Μέταλλα και Αμέταλλα
    2. Δυαδικές ενώσεις: ΑΒ, ΑΒ2, ΑΒ3, Α2Β3, ΑxBy
    3. Τριαδικές Ενώσεις: ΑΒΧ2, ΑΒΧ3, ΑΒ3, ΑΒ2Χ4, Α2ΒΧ4, ΑB2Χ2
    4. Διαμεταλλικές Ενώσεις και Φάσεις Zintl
    5. Σπονδυλωτές Κρυσταλλικές Δομές: Πολύτυπα, Ομόλογες Σειρές και Μη-προσαρμόσιμες Δομές
  2. Θεωρία Σθένους (βασισμένη στο άρθρο του R. Hoffmann).
    1. Κατασκευή διαγραμμάτων "Spaghetti" ξεκινώντας από το Μοριακά Τροχιακά.
    2. Ηλεκτρονική αστάθεια (Παραμόρφωση Peierls, φαινόμενο Jahn-Teller).
    3. Πυκνότητα καταστάσεων, Αναδίπλωση ταινιών, άμεσο και έμμεσο ενεργειακό χάσμα.
    4. Χωρικός Περιορισμός: Χαμηλοδιάστατα Υλικά, Κβαντικά Πηγάδια, Κβαντικά Νήματα, Κβαντικές Τελείες.
  3. Μη-στοιχειομετρία και Κρυσταλλικές Ατέλειες
    1. Μη-Στοιχειομετρία και διάχυση ιόντων. Θερμική απόσβεση, πυροσυσσωμάτωση και ανόπτηση.
    2. Διαγράμματα φάσης, ευτηκτικά μείγματα, σπονδυλική αποσύνθεση και στερεά διαλύματα.
    3. Μεταβολές Φάσης. Ανόργανα υλικά με μεταβλητή φάση, Κρύσταλλοι και άμορφα στερεά.
  4. Συνθετικές Μέθοδοι
    1. Σύνθεση στη Στερεά Κατάσταση, Υγρή σύνθεση, Διαλυτοθερμική σύνθεση
    2. Μέθοδοι Ανάπτυξης Κρυστάλλων: Ανάπτυξη από τήγματα, διαλύματα και με μεταφορά στην αέρια φάση.
    3. Δομικός Χαρακτηρισμός: Μέθοδοι επίλυσης κρυσταλλικών δομών από μονοκρυστάλλους και κρυσταλλικές σκόνες. Χαρακτηρισμός άμορφων υλικών (Συνάρτηση Kατανομής Zευγών (PDF))
  5. Εφαρμογές Ανόργανων Ενώσεων στη Σύγχρονη Τεχνολογία
    Ανόργανοι Ημιαγωγοί στην Οπτοηλεκτρονική
    Φωτο-δίοδοι σε Φωτοβολταϊκά, Ανιχνευτές, Διόδους Εκπομπής Φωτός
    Πορώδη Υλικά
    Διαχωρισμός αερίων και καταλυτική δράση
    Τεχνολογία Υδρογόνου
    Παραγωγή, Αποθήκευση και Καύση
    Αποθήκευση Ενέργειας
    Μπαταρίες Στερεάς Φάσης

Σημειώσεις

Περιοδικός πίνακας των στοιχείων

Τρόπος Εξέτασης και Βαθμολόγηση

Ο βαθμός καθορίζεται από την συγγραφή ενός άρθρου (40%) (στα Αγγλικά, τύπου JACS Communication) και την προφορική του παρουσίαση (40%) καθώς και την συμμετοχή στο μάθημα (20%). Το θέμα της παρουσίασης επιλέγεται από τον φοιτητή σε συνεννόηση με τον Διδάσκοντα.

Βιβλιογραφία

  1. Ulrich Müller, «Inorganic Structural Chemistry», 2nd Edition, Wiley 2006.
  2. Alexander F. Wells, «Structural Inorganic Chemistry», 5th Edition, Oxford University Press 1984.
  3. Roald Hoffmann, «How Chemistry and Physics Meet in the Solid State», Angew. Chem. Int. Ed. Engl (1987) 846-878
  4. Anthony R. West. «Solid State Chemistry and Its Applications», 2nd Edition, Wiley 2014.
  5. Richard J. D. Tiley, «Defects in Solids», Wiley 2008
  6. Giovanni Ferraris, Emil Mackovicky, Stefano, Merlino, «Crystallography of Modular Materials», IUCr 2004.
  7. Erwin Parthé «Crystal Chemistry of Tetrahedral Structures», CRC Press 1964

facebook icon