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

• Το μάθημα της Κρυσταλλοχημείας την Δευτέρα 2 Δεκεμβρίου (9-12 πμ) και την Δευτέρα 9 Δεκεμβρίου (9-12 πμ) θα διεξαχθεί στο Εργαστήριο Υπολογιστών του Τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών, αιθουσα Ε-109, κτήριο Μαθηματικού (έναντι γραμματείας ΤΕΤΥ).
• Η εξέταση του μαθήματος «Κρυσταλλοχημεία» (ETY-453, METY-453) θα διεξαχθεί στα θέματα που συζητήθηκαν στις διαλέξεις των μαθημάτων. Κάθε φοιτητής θα πρέπει να διαλέξει ένα από τα προτεινόμενα θέματα (που μπορούν να τροποποιηθούν σε συνεννόηση με το διδάσκοντα). Η προτεινόμενη ημερομηνία της εξέτασης του μαθήματος (παράδοση εργασίας, προφορική παρουσίαση) είναι εντός της τελευταίας εβδομάδας του Ιανουαρίου 2020 (θα οριστεί κατόπιν συνεννόησης). Η παρουσία όλων είναι υποχρεωτική καθόλη τη διάρκεια της εξέτασης.

Διδακτέα Ύλη

1. Δομικοί Τύποι στερεών
   1. Μέταλλα και Αμέταλλα
   2. Δυαδικές ενώσεις: ΑΒ, ΑΒ₂, ΑΒ₃, Α₂Β₃, Α_xB_y
   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

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