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Veröffentlicht von:Adalric Stroschein Geändert vor über 10 Jahren
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Der Aufbau der Materie: Isotrope Bindungskräfte
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Inhalt Modell-Potentiale für isotrope Wechselwirkung
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Kräfte zwischen den Bausteinen der Materie
Massen* – immer anziehend: Gravitationsgesetz Ladungen* – anziehend oder abstoßend: Coulombgesetz *Es gibt keine Ladung ohne Masse *Es gibt Massen ohne Ladung
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Coulomb-Kräfte zwischen zwei unterschiedlich geladenen Teilchen, z. B
Coulomb-Kräfte zwischen zwei unterschiedlich geladenen Teilchen, z. B. einem Na+ - und einem Cl- Ion
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Aufbau der Ionen: Na+ Cl- Cl Kern, 17 e Na Kern, 11 e
Elektronen-hülle , 10 -e Elektronen-hülle , 18 -e Ladung 1e Ladung -1e
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Kräftegleichgewicht bei
Anziehung zwischen ungleichnamigen Ladungen bei Abstoßung zwischen gleichnamigen Ladungen bei Kräftegleichgewicht bei
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Resultat bei Anordnung in drei Dimensionen: NaCl-Kristall
0,18 nm 0,2 nm 0,18 nm 0,56 nm
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Zum Aufbau der Materie:
Die Materie besteht aus Massen und Ladungen, die im dreidimensionalen Raum auf vielfältige Weise kombiniert werden können Coulomb- und Trägheitskräfte steuern die Struktur auf atomarer Skala (z. B. Struktur der Moleküle), Gravitations- und Trägheitskräfte wirken in großen Dimensionen (z.B. Satellitenbahnen, Planetenbewegung) Kräfte werden durch Felder übermittelt Die Energie bleibt bei allen Vorgängen erhalten ISS
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Coulomb Potential Coulomb-Potential zwischen elektrischen Ladungen 1 J
Im Abstand
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Potential-Modelle: Van der Waals Potential
1 J kurze Reichweite, schwach, aber immer anziehend, ist immer vorhanden, sogar in Edelgasen
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Potential-Modelle: Lenard Jones Potential
Van der Waals Potential mit abstoßendem Anteil
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Das Lennard Jones Potential
Lenard-Jones Potentialansatz: Abstand für kräftefreie Nachbarschaft
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Potential-Modelle: Summe aus Lenard Jones- und Coulomb Potential
Modellpotential für numerische Simulation bei isotroper Bindung mit stark ionischem Anteil
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Versuch Kugelpackung in R2 und R3 Flächenzentriertes Gitter
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Elastizität Rot: Kraft Vektor
Die Wechselwirkungskräfte sind Funktionen des Abstands, daraus folgt die Elastizität
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Fließen Rot: Kraft Vektor
Erreichen die Auslenkungen die Reichweite der Wechselwirkung, dann geht die lokale Bindung verloren, das Material beginnt zu „fließen“
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Isotrope Materialien Reine Ionenbindungen Reine Van der Waals-Bindung
Reine Metallbindung
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Cu-Typ (A1)
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Mg-Typ (A3)
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W-Typ (A2)
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Zusammenfassung Klassische Potentialansätze für isotrope Wechselwirkung: Coulomb Potential für Ionenkristalle Van der Waals Potential, sehr schwach, anziehend, immer vorhanden Lenard-Jones zur Modellierung des Gleichgewicht-Abstands
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Finis
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