Mineraloji ve Petrografi Kristal Fizik KR KR İ İ STAL F STAL F İ İ Z Z İ İ K K JEOF JEOF İ İ Z Z İ İ K M K M Ü Ü HEND HEND İ İ SL SL İĞİ İĞİ B B Ö Ö L L Ü Ü M M Ü Ü VI. YARIYIL VI. YARIYIL Ders Sorumlusu Ders Sorumlusu Prof.Dr Prof.Dr . Sabah YILMAZ . Sabah YILMAZ Ş Ş AH AH İ İ N NKR KR İ İ STAL F STAL F İ İ Z Z İ İ K K Kristalfizik Kristalfizik, , minerallerde g minerallerde gö özlenen kristal zlenen kristal geometrik ve/veya kristal geometrik ve/veya kristal kimyasal kimyasal ö özelliklerin yaratt zelliklerin yarattı ğı ı ğı fiziksel fiziksel ö özellikleri inceler. zellikleri inceler. 1. SKALER ÖZELL İKLER Kristalin herhangi bir y Kristalin herhangi bir yö ön nü üne ba ne ba ğ ğl lı ı olmayan, t olmayan, tü üm y m yö önlerde nicelik olarak nlerde nicelik olarak de de ğ ği i ş şmeksizin kalan meksizin kalan ö özelliklerdir. zelliklerdir. > > Yo Yo ğ ğunluk, unluk, > > Ö Özg zgü ül Is l Isı ınma nma 2. VEKT 2. VEKTÖ ÖR R İ İYEL YEL Ö ÖZELL ZELL İ İKLER KLER Kristallerin y Kristallerin yö önlere ba nlere ba ğ ğl lı ı olan olan ö özelliklerine (b zelliklerine (bü üy yü üme h me hı ız zı ı, , çö çöz zü ünme h nme hı ız zı ı, , sertli sertli ğ ği, ..vb) i, ..vb) vekt vektö öriyel riyel ö özellikler denir. zellikler denir. Tek y Tek yö önl nlü ü (polar (polar) veya ) veya ç çift y ift yö önl nlü ü ( (tensoriel tensoriel) ) vekt vektö öriyel riyel ö özellikler mevcuttur. zellikler mevcuttur. A. Kohezyon A. Kohezyon ö özellikleri, zellikleri, B. Termik/ B. Termik/ı ıs sı ı ö özellikleri, zellikleri, C. Manyetik C. Manyetik ö özellikleri, zellikleri, D. Elektrik D. Elektrik ö özellikleri zellikleriA. Kohezyon Özellikleri, Yönlere ba ğlı özelliklerdir. Sıvı ve katı maddelerin iç ba ğlılıkları akla gelir. • Sertlik, • Dilinimlenme, • Elastik Deformasyon, •S ıkı şabilirlik (Kompresibilite) •D a y a n ıklılık, • Plastik deformasyon, B. Termik/sıcaklık Özellikleri • Termik genle şme •I s ı iletkenli ği C. Manyetik Özellikler D.Elektriksel Özellikler • Diyamanyetik kristaller İzolatörler • Paramanyetik kristaller Yarı iletkenler • Ferromanyetik kristaller İletkenlerSKALER SKALER Ö Ö ZELL ZELL İ İ KLER KLER Yo Yo ğ ğunluk, unluk, Homojen bir maddenin yo Homojen bir maddenin yo ğ ğunlu unlu ğ ğu, bu maddenin u, bu maddenin 1 cm 1 cm 3 3 ‘ ‘n nü ün +4 n +4 o o C C de ve 760 de ve 760 mmHg mmHg bas bası ınc ncı ındaki gram cinsinden a ndaki gram cinsinden a ğı ğırl rlı ğı ı ğıd dı ır r (gr/cm (gr/cm 3 3 ) ). . Madde Yo ğunluk Madde Yo ğunluk Buz (0 °C) 0.9168 Kükürt (monoklinal) 1.96 Su (+4 °C) 1.0000 Kükürt (ortorombik) 2.07 Deniz suyu (20°C) 1.02 Çinkoblend ZnS 4.083 Doymu ş NaCl-çözeltisi 1.2001 Kalkopirit CuFeS 2 4.283 Metanol (20°C) 0.7923 Galenit PbS 7.57 Etanol (20°C) 0.7892 Pirit FeS 2 5.013 Benzol (20°C) 0.8786 Kayatuzu NaCl 2.165 Bromoform (20°C) 2.8899 Florit CaF 2 3.180 Metileniyodür (20°C) 3.3254 Magnetit Fe 3 O 4 5.20 Thoulet-çözeltisi (20°C) 3.196 Kromit FeCr 2 O 4 5.09 Clerici-çözeltisi (20°C) 4.20 Kuvars SiO 2 2.65 Civa (20°C) 13.546 Kalsit CaCO 3 2.71 Dolomit CaMg(CO 3 ) 2 2.85 Aragonit CaCO 3 2.94Özgül Isınma Bir maddenin Bir maddenin ö özg zgü ül l ı ıs sı ınmas nması ı denildi denildi ğ ğinde, o maddenin inde, o maddenin 1 gram 1 gramı ın nı ın 1 n 1 o o C C ı ıs sı ıt tı ılmas lması ı i iç çin in gerekli gerekli ı ıs sı ı miktar miktarı ı (kal/g/derece) (kal/g/derece) akla gelir. Atom akla gelir. Atom ı ıs sı ınma ve nma ve mol mol- -ı ıs sı ınma olarak nma olarak iki t iki tü ürl rlü üd dü ür. r. Bazı kristallerin oda sıcaklı ğındaki özgül ısınmaları. Kristal Özgül-Isınma Kristal Özgül-Isınma Bakir 0.092 Kuvars 0.178 Gümü ş 0.056 Kalsit 0.206 Altın 0.031 Aragonit 0.203 Demir 0.108 Anhidrit 0.178 Nikel 0.107 Jips 0.27 Arsen 0.079 Granat 0.176 Antimon 0.050 Ojit 0.183 Bizmut 0.30 Hornblend 0.196 Grafit 0.167 Muskovit 0.205 Elmas 0.12 Ortoklas 0.188 Kükürt 0.1722. VEKTÖR İYEL ÖZELL İKLER > A. Kohezyon Özellikleri, , Y Yö önlere ba nlere ba ğ ğl lı ı ö özelliklerdir. S zelliklerdir. Sı ıv vı ı ve kat ve katı ı maddelerin i maddelerin iç ç ba ba ğ ğl lı ıl lı ıklar kları ı akla gelir ve bunlar akla gelir ve bunlar kimyasal yap kimyasal yapı ı ta ta ş şlar ları ın nı ın birbirlerini kar n birbirlerini kar şı şıl lı ıkl klı ı ç çekmelerinin ekmelerinin bir sonucu olarak ortaya bir sonucu olarak ortaya ç çı ıkar. S kar. Sı ıv vı ı ve camlarda kohezyon ve camlarda kohezyon ö özellikleri zellikleri skaler skaler olmas olması ına kar na kar şı şıl lı ık, kristallerde k, kristallerde vekt vektö öriyeldir riyeldir. . > > Sertlik, Sertlik, > > Dilinimlenme Dilinimlenme, , > > Elastik Deformasyon, Elastik Deformasyon, > > S Sı ık kı ş ı şabilirlik ( abilirlik (Kompresibilite Kompresibilite) ) > > Dayan Dayanı ıkl klı ıl lı ık, k, > > Plastik deformasyon, Plastik deformasyon,Sertlik Sertlik Kristallerin kendisine uygulanan mekanik bir etkiye kar Kristallerin kendisine uygulanan mekanik bir etkiye kar şı şı olan olan tepkisidir. tepkisidir. Sertlik Derecesi Mineral Kimyasal Formül Simetri 1 Talk Mg 3 (OH) 2 /Si 4 O 10 2/m 2 Jips CaSO 4 .2H 2 O 2/m 3 Kalsit CaCO 3 3 m 4 Florit CaF 2 m3m 5 Apatit Ca 5 (F,Cl,OH)/(PO 4 ) 3 6/m 6 Feldispat KAlSi 3 O 8 2/m 7 Kuvars SiO 2 32 8 Topaz Al 2 F 2 /SiO 4 mmm 9 Korund Al 2 O 3 3m 10 Elmas C 43mTalk Jips Kalsit Apatit Kuvars Topaz Korund Elmas Florit FeldispatE ş sertlikteki di ğer mineraller şunlardır: 1.Talk: Grafit, pirolusit, kil mineralleri, 2.Jips: Galenit, zinober, realgar, orpiment, kükürt, 3. Kalsit: Anhidrit, barit, gümüs, altın, 4.Fluorit: Aragonit, siderit, sfalerit, malakit, 5.Apatit: Limonit, kromit, seelit, 6.Feldspat: Arsenopirit, pirit, hematit, piroksen, 7.Kuvars: Olivin, kasiterit, andalusit, 8.Topaz: Beril, 9.Korund: Korund 10. Elmas: ElmasDilinimlenme Dilinimlenme > > Dilimlenme, Dilimlenme, minerallerin belirli y minerallerin belirli yü üzeyler boyunca kolayl zeyler boyunca kolaylı ıkla kla ayr ayrı ılabilme ve b labilme ve bö öl lü ünebilme nebilme ö özelli zelli ğ ğidir. Bu ayr idir. Bu ayrı ılma ve b lma ve bö öl lü ünme nme kristal y kristal yü üzeylerine paralel zeylerine paralel ş şekilde olmaktad ekilde olmaktadı ır. Dilinim r. Dilinim ö öncelikle ncelikle atomik dizilisi atomik dizilisi ç çok s ok sı ık kı ı olan kafes d olan kafes dü üzlemleri aras zlemleri arası ında olu nda olu ş şur ve ur ve dilinim d dilinim dü üzlemi kristalin belirli bir y zlemi kristalin belirli bir yü üzeyine paralel olarak zeyine paralel olarak geli geli ş şir.Buna g ir.Buna gö öre dilinim; mineralin re dilinim; mineralin ic ic yap yapı ıs sı ın nı ın sebep oldu n sebep oldu ğ ğu u fiziksel bir olayd fiziksel bir olaydı ır. r. > > Dilinimlenmeler Dilinimlenmeler; ; - -ç çok g ok gü üzel, zel, - -g gü üzel, zel, - -iyi, iyi, - -iyi olmayan, iyi olmayan, - -belirgin ve belirgin ve - -belirgin olmayan belirgin olmayan ş şeklinde s eklinde sı ın nı ıfland flandı ır rı ıl lı ır. r. Elastik Deformasyon Elastik Deformasyon > > Darbe, bas Darbe, bası ın nç ç gibi mekanik bir etki alt gibi mekanik bir etki altı ında kalan kristalde nda kalan kristalde ş şekil de ekil de ğ ği i ş şikli ikli ğ ği veya deformasyon olu i veya deformasyon olu ş şur. ur. > > Ö Örne rne ğ ğin boyunda uzama meydana gelir vs. Bu in boyunda uzama meydana gelir vs. Bu ş şekil ekil de de ğ ği i ş şiklikleri geri d iklikleri geri dö ön nü ü ş şü üml mlü ü, yani mekanik etki ortadan , yani mekanik etki ortadan kalkt kalktı ğı ı ğında kristal tekrar eski durumunu kazan nda kristal tekrar eski durumunu kazanı ıyorsa yorsa elastik deformasyon elastik deformasyon’ ’dan dan s sö öz edilir. Mekanik etkinin son z edilir. Mekanik etkinin son bulmas bulması ına ra na ra ğ ğmen eski men eski ş şekline d ekline dö önm nmü üyorsa, ortada bir yorsa, ortada bir plastik deformasyon plastik deformasyon mevcuttur. mevcuttur.Elastik deformasyon Elastik deformasyon > > S Sı ık kı ş ı şabilirlik ( abilirlik (Kompresibilite Kompresibilite) ) Elastikiyet alt Elastikiyet altı ında kristallerin s nda kristallerin sı ık kı ş ı şt tı ır rı ılabilmeleri labilmeleri ü üzerinde durmak zerinde durmak gerekir. Kristaller sabit s gerekir. Kristaller sabit sı ıcakl caklı ıkta t kta tü üm y m yö önl nlü ü bas bası ınc ncı ın alt n altı ında nda kald kaldı ıklar kları ında s nda sı ık kı şı ı şırlar. rlar. > > Dayan Dayanı ıkl klı ıl lı ık k D Dı ş ı şar arı ıdan uygulanan kuvvetler kafesin kohezyon kuvvetlerini dan uygulanan kuvvetler kafesin kohezyon kuvvetlerini a a ş şt tı ğı ı ğı zaman kristalde zaman kristalde par parç çalanma, k alanma, kı ır rı ılma lma olur. Par olur. Parç çalanma y alanma yü üzeyleri zeyleri d dü üzg zgü ün dilinim veya muntazam olmayan k n dilinim veya muntazam olmayan kı ır rı ılma y lma yü üzeyleri halindedir. zeyleri halindedir. Uygulanan etkime cinsine g Uygulanan etkime cinsine gö öre kafesin, Dolay re kafesin, Dolayı ıs sı ıyla kristalin muhtelif yla kristalin muhtelif tipte dayan tipte dayanı ıkl klı ıl lı ğı ı ğından s ndan sö öz edilebilir. z edilebilir. Ö Örne rne ğ ğin in ç çekme ekme- -, bas , bası ın nç ç- -, b , bü ükme kme- -, , d dö önd ndü ürme rme- -dayan dayanı ıkl klı ıl lı ğı ı ğı vs. Bu dayan vs. Bu dayanı ıkl klı ıl lı ıklarda y klarda yö önlere ba nlere ba ğ ğl lı ı olarak olarak de de ğ ği i ş şir. ir. Ö Örne rne ğ ğin in kuvars kuvars c c- -eksenine dik y eksenine dik yö önde ortalama 22800 nde ortalama 22800 kp kp/cm /cm 2 2 , c , c- -eksenine eksenine paralel y paralel yö önde ise ortalama 25000 nde ise ortalama 25000 kp kp/cm /cm 2 2 mertebesinde bas mertebesinde bası ın nç ç- - dayan dayanı ıkl klı ıl lı ğı ı ğına sahiptir. na sahiptir. Mineral topluluklar Mineral toplulukları ın nı ın bas n bası ın nç ç- -dayan dayanı ıkl klı ıl lı ğı ı ğı ise ise ö örne rne ğ ğin in granitte granitte ortalama ortalama 1500 1500 kp kp/cm /cm 2 2 , , mermerde mermerde 400 400- -1200 1200 kp kp/cm /cm 2 2 ve ve kumta kumta şı şında nda 175 175- -1800 1800 kp kp/cm2 /cm2’ ’dir. dir. Plastik Deformasyon Plastik Deformasyon > > Kristal Kristal plastikiyeti plastikiyeti denildi denildi ğ ğinde; kristallerin inde; kristallerin mekanik veya veya termik etkenler ile etkenler ile geri d geri dö ön nü ü ş şü üml mlü ü olmayarak olmayarak ş şekillenebilme yetenekleri akla gelir. Kendilerine ekillenebilme yetenekleri akla gelir. Kendilerine uygulanan etkenler kalkt uygulanan etkenler kalktı ğı ı ğında madde tekrar eski nda madde tekrar eski ş şeklini eklini alamamaktad alamamaktadı ır. r. > > Kristallerin plastik durumlar Kristallerin plastik durumları ı do do ğ ğada ve teknikte b ada ve teknikte bü üy yü ük k rol oynamaktad rol oynamaktadı ır. r. Ö Örne rne ğ ğin in kayatuzu kayatuzu ve ve jips jips y yü üksek ksek s sı ıcakl caklı ıklarda kolayl klarda kolaylı ıkla b kla bü ük kü ülebilmekte, lebilmekte, ş şekillenebilmektedir. ekillenebilmektedir. > Metallerin kristal durumlar kristal durumları ında tel haline nda tel haline ç çekilebilmesi ekilebilmesi ve ince levhalar halinde haddeden ge ve ince levhalar halinde haddeden geç çirilebilmesi bilinen irilebilmesi bilinen plastik plastik ö özelli zelli ğ ğindendir. indendir. Plastik Deformasyon Plastik Deformasyon > > Mekanik Mekanik Translasyon Translasyon : : Mekanik Mekanik translasyonda translasyonda kristalin par kristalin parç çalar aları ı iskambil ka iskambil ka ğı ğıtlar tları ı gibi birbirinin gibi birbirinin ü üzerinden yapraklar, levhalar halinde kaymaktad zerinden yapraklar, levhalar halinde kaymaktadı ır. r. Ayr Ayrı ıca ca k kı ıvr vrı ılma lma ve ve b bü ük kü ülme lme translasyonu translasyonu da vard da vardı ır. r. > > İ İkizlenme kizlenme Translasyonu Translasyonu : : İ İkizlenme kizlenme translasyonu translasyonu (mekanik ikizlenme (mekanik ikizlenme translasyonu translasyonu/Bas /Bası ın nç ç ikizlenmesi) ikizlenmesi) tek tek y yö önl nlü ü bir bas bir bası ınc ncı ın n etkisiyle meydana gelen bir etkisiyle meydana gelen bir translasyondur translasyondur. Burada kayma atom a . Burada kayma atom a ğı ğı periyotlar periyotları ı kadar kadar olmamaktad olmamaktadı ır. Kafesin bir k r. Kafesin bir kı ısmi smi ö öyle kaym yle kaymı ş ı şt tı ır ki, bu r ki, bu k kı ıs sı ım m translasyon translasyon d dü üzlemine g zlemine gö öre di re di ğ ğer k er kı ısm smı ın simetrisi n simetrisi durumunu alm durumunu almı ş ı şt tı ır r ( (Ö Örn; Kalsit) rn; Kalsit)Termik/S Termik/S ı ı cakl cakl ı ı k k Ö Ö zellikler zellikler > > Termik Genle Termik Genle ş şme me > > Termik genle Termik genle ş şmeye ayn meye aynı ı zamanda zamanda s sı ıcakl caklı ık/termik k/termik dilatasyon dilatasyon ismi de verilir. Bir kristalden belirli y ismi de verilir. Bir kristalden belirli yö önde nde kesilmi kesilmi ş ş bir bir ç çubuk alal ubuk alalı ım ve bunu m ve bunu ı ıs sı ıtal talı ım. Bu takdirde m. Bu takdirde kristal kristal ç çubu ubu ğ ğunun boyunda bir uzama meydana gelecektir. unun boyunda bir uzama meydana gelecektir. > > Is Isı ı İ İletgenli letgenli ğ ği i > > Is Isı ı iletme yetene iletme yetene ğ ği; 1 cm i; 1 cm 2 2 kesitindeki kristalden bir kesitindeki kristalden bir birim zamanda 1 birim zamanda 1 o o C C/cm mertebesinde ge /cm mertebesinde geç çen en ı ıs sı ı miktar miktarı ı ( (kalori) kalori) ile ifade edilir ve ile ifade edilir ve k k simgesi ile g simgesi ile gö österilir. Kristallere k sterilir. Kristallere k ı ıs sı ı iletme yetene iletme yetene ğ ği y i yö önlere ba nlere ba ğ ğl lı ı olarak de olarak de ğ ği i ş şir. ir. Manyetik Manyetik Ö Ö zellikler zellikler > > H ş şiddetindeki bir manyetik alan kristalde (her birim iddetindeki bir manyetik alan kristalde (her birim hacminde) M kadar bir manyetik moment meydana hacminde) M kadar bir manyetik moment meydana getiriyorsa; getiriyorsa; > > Manyetik Manyetik suseptibilite suseptibilite (x) (x) = Manyetik moment (M) / Manyetik = Manyetik moment (M) / Manyetik alan (H) alan (H) dir dir. . > > Manyetik Manyetik suseptibilite suseptibilite/duyarl /duyarlı ık k, , kristalin belirli bir kristalin belirli bir do do ğ ğrultusu i rultusu iç çin verilir ve birim in verilir ve birim hacime hacime veya birim k veya birim kü ütleye tleye veya gram veya gram- -molek molekü üle g le gö öre ifade edilir. re ifade edilir. Manyetik momente Manyetik momente de de manyetikle manyetikle ş şme me ismi verilir. ismi verilir. Kristaller manyetik Kristaller manyetik ö özellikleri itibariyle iki gruba ayr zellikleri itibariyle iki gruba ayrı ıl lı ır. r. 1. 1. Kendileri manyetik olan kristaller ve Kendileri manyetik olan kristaller ve 2. 2. Manyetik etkilenebilen kristaller. Manyetik etkilenebilen kristaller.1.Kendileri manyetik olan kristaller: 1.Kendileri manyetik olan kristaller: > > Az miktarda mineral bilinmektedir. Az miktarda mineral bilinmektedir. > > Ö Örne rne ğ ğin in manyetit manyetit (Fe3O4 (Fe3O4) ) ve onun bozunmas ve onun bozunması ından ndan olu olu ş şan an maghemit maghemit. . Baz Bazı ı saf saf platin platin ve ve pirotin pirotin olu olu ş şumlar umları ı da da az olmakla beraber manyetizma g az olmakla beraber manyetizma gö östermektedir. Bu stermektedir. Bu manyetizma muhtemelen yerk manyetizma muhtemelen yerkü üresi manyetik alan resi manyetik alanı ın n ind indü üksiyonu sonucu meydana gelmektedir. ksiyonu sonucu meydana gelmektedir.2. Manyetik etkilenebilen kristaller. > > Manyetik etkilenebilen kristaller Manyetik etkilenebilen kristaller - - m mı ıknat knatı ıs kutuplar s kutupları ı taraf tarafı ından itilmekte ndan itilmekte ( (diyamanyetik diyamanyetik), ), - - m mı ıknat knatı ıs kutuplar s kutupları ı taraf tarafı ından ndan ç çekilmekte ( ekilmekte (paramanyetik paramanyetik) ) veya veya - - manyetik alan manyetik alanı ın etkisiyle manyetikle n etkisiyle manyetikle ş şmektedir mektedir ( (ferromanyetik ferromanyetik). ). - - Manyetik etkilenme hemen hemen b Manyetik etkilenme hemen hemen bü üt tü ün minerallerde az n minerallerde az veya veya ç çok mevcuttur. Bu etkilenme manyetik alan ok mevcuttur. Bu etkilenme manyetik alanı ın n ş şiddetine veya m iddetine veya mı ıknat knatı ıs s ç çubu ubu ğ ğunun hassasiyetine unun hassasiyetine ba ba ğ ğl lı ıd dı ır. Bu tip kristaller r. Bu tip kristaller - - diyamanyetik diyamanyetik, , - - paramanyetik paramanyetik ve ve - - ferromanyetik ferromanyetik olmak olmak ü üzere zere üç üç gruba ayr gruba ayrı ılmaktad lmaktadı ır. r.Diyamanyetik Kristaller > > Bunlar m Bunlar mı ıknat knatı ıs kutuplar s kutupları ı taraf tarafı ından itilirler. ndan itilirler. > > Ö Örne rne ğ ğin in kaya tuzu, kalsit, kaya tuzu, kalsit, vulfenit vulfenit (PbMoO4) ve buz. (PbMoO4) ve buz. > > Bunlar Bunları ın n suseptibiliteleri suseptibiliteleri (M) s (M) sı ıf fı ırdan k rdan küçü üçükt ktü ür r ve kristalin ve kristalin y yö önlerine ba nlerine ba ğ ğl lı ı olarak de olarak de ğ ği i ş şen bir sabitedir. en bir sabitedir. > > Diyamanyetik Diyamanyetik kristallerin atom veya iyonlar kristallerin atom veya iyonları ı ba ba ş şlang langı ıç çta ta herhangi bir manyetik momente sahip de herhangi bir manyetik momente sahip de ğ ğildir. Bu ancak bir ildir. Bu ancak bir manyetik alan manyetik alanı ın ind n indü üksiyonu ile elde edilmektedir. ksiyonu ile elde edilmektedir. Paramanyetik Kristaller > > Bu kristaller ise m Bu kristaller ise mı ıknat knatı ıs kutuplar s kutupları ı taraf tarafı ından ndan ç çekilirler. ekilirler. > > Ö Örne rne ğ ğin in al alü üminyum, siderit (FeCO3), barit, minyum, siderit (FeCO3), barit, diyoptas diyoptas vs. vs. > > Bunlarda Bunlarda manyetik manyetik suseptibilite suseptibilite (M) (M) daima daima s sı ıf fı ırdan b rdan bü üy yü ük k bir bir sabite olup, manyetik alan sabite olup, manyetik alanı ın n ş şiddetine ba iddetine ba ğ ğl lı ıd dı ır. r. > > Paramanyetik Paramanyetik kristallerde, kristallerde, diyamanyetik diyamanyetik kristallerden farkl kristallerden farklı ı olarak, ba olarak, ba ş şlang langı ıç çtan itibaren bir tan itibaren bir manyetik moment manyetik moment mevcuttur. Fakat bu mevcuttur. Fakat bu manyetik moment manyetik moment kafes i kafes iç çinde inde ı ıs sı ı hareketlerinden dolay hareketlerinden dolayı ı d dü üzenli de zenli de ğ ğildir. Bu nedenle kristal bir ildir. Bu nedenle kristal bir b bü üt tü ün olarak her hangi bir manyetik moment n olarak her hangi bir manyetik moment g gö östermemektedir. Ancak d stermemektedir. Ancak dı ş ı şar arı ıdan uygulanan bir manyetik dan uygulanan bir manyetik alan alanı ın etkisiyle mevcut manyetik moment d n etkisiyle mevcut manyetik moment dü üzenli bir durum zenli bir durum kazanmaktad kazanmaktadı ır r Ferromanyetik Kristaller > > Fe, Co, Ni elementleri, bunların birbirleriyle ve ferromanyetik olmayan Mn, Cr, Si, Al gibi elementlerle yapmı ş oldukları muhtelif ala şımlar, nihayet ferromanyetik olmayan bazı elementlerin (Cu, Mn, Al) olu şturdukları ve HEUSLER-Ala şımı ismi verilen ala şımlar ferromanyetik özellik göstermektedir. Bunlarda zayıf bir manyetik alanın etkisiyle çok şiddetli manyetikle şebilme hassasiyeti mevcuttur. Manyetik alanın uzakla ştırılması veya kesilmesine ra ğmen, bu maddelerde bir miktar manyetizma mevcudiyetini korur. Buna manyetik kalıntı (remanenz) denir. > Ferromanyetik kristallerde suseptibilite sıfırdan büyüktür. Fakat paramanyetik kristallere oranla bunlardaki suseptibilite de ğerleri çok yüksek de ğerlere ula şmaktadır. Ferromanyetik kristallerde; a) Manyetikle şmemi ş durum, b) Uygun olmayan oriyantasyonlu bölgelerin büyümesi şeklinde manyetikle şme, c) Rotasyon mekanizması ile manyetikleşme Elektiriksel Özellikler > > Kristallerin elektri Kristallerin elektri ğ ği iletmeleri, kimyasal yap i iletmeleri, kimyasal yapı ı unsurlar unsurları ı aras arası ındaki ba ndaki ba ğ ğ tipi ile yak tipi ile yakı ından ili ndan ili ş şkilidir. kilidir. Kristaller spesifik elektrik diren Kristaller spesifik elektrik direnç çlerine, di lerine, di ğ ğer bir ifadeyle er bir ifadeyle elektri elektri ğ ği iletme yeteneklerine g i iletme yeteneklerine gö öre re üç üç gruba ayr gruba ayrı ıl lı ırlar. rlar. > > Yal Yalı ıtganlar tganlar/izolat /izolatö örler (elektri rler (elektri ğ ği iletmezler) i iletmezler) > > Yar Yarı ı iletgenler iletgenler (elektri (elektri ğ ği az da olsa iletirler) i az da olsa iletirler) > > İ İletgenler letgenler (elektri (elektri ğ ği iletirler) i iletirler) Bazı maddelerin elektrik iletgenlikleri İletgenlik Ohm-1 cm-1 Madde Sınıflama 10 20 Pb-levhası (3.5 mikron) Supra- iletgen Pb 10 15 Pb 10 5 Au-Cu direnci Metaller (en iyi iletgenler) Ag 10 4 Hg 10 3 -Sn 10 0 Te Yari iletgenler 10 -5 Si 10 -10 Mermer İzolatörler (Yalıtkanlar) Cu 2 O 10 -15 Elmas 10 -17 Polistirol 10 -20 Kehribarİzalatörler (Yalıtkanlar) > Elektri ği iletmeyen kristallerdir. Bu minerallerde atomlar sıkı ba ğlanmı ştır ancak dı ş etkilerle kopabilirler ancak mutlak yalıtkan hiçbir madde yoktur. Elektri ği iletme örtü yüzeyleri, > kübik kristallerde bir küre; hekzagonal, > tetragonal ve trigonal sistemde bir rotasyon elipsoyidi; > ortorombik, monoklinik ve triklinik sistemde üç eksenli elipsoyid şeklindedir. > Örneğin, elmas, kükürt, beyaz fosfor, SiO2, MgO ve Al2O31. Örgü Hatalı yarı iletkenler 1) noksan yarı iletme, 2) fazla yarı iletme) 1. Örgü hatasız yarı iletkenler (Bor) Yarı iletkenlerİletkenler Metaller en iyi iletkenleri olu şturmaktadır. Bunlarda iletgenli ği pozitif yüklü atom gövdelerinin arasını dolduran serbest elektronlar sa ğlar. Bundan dolayı metallere elektron ileticiler adı da verilmektedir. İyon kafesli kristallerde ise iletgenlik görevini difüzyon halindeki iyonlar sa ğlar ve bunlara iyon ileticiler adi verilir. Kafeslerinde iyon ve metal ba ğını birlikte bulunduran kristaller karı şım veya yarı iletici olarak adlandırılırlar. Metallerin spesifik elektrik iletkenli ği 1.104 mertebesindedir. Cu ve Ag’te bu de ğer daha yüksek olup 60-70.104 civarındadır. Sıcaklı ğın dü şmesiyle bu de ğer 108 mertebesine kadar yükselebilir. Mutlak sıfır noktasında ise hemen hemen sonsuz büyüklüktedir. Bunlara supra- iletgenler ismi verilir. Dielektriksel Polarizasyon İzolatör (yalıtkan) kristaller bir elektrik alanının etkisiyle bir elektrik yük da ğılımına sahip olurlar. Bu elektriksel etkilenmeye dielektriksel polarizasyon, böyle maddelere de izalatör denir. Elektriksel etkilenmenin şiddeti E dielektrizite sabitesi ile ifade edilir. Normal sıcaklıkta (18 C) havanın dielektrizite sabitesi 1,000546, suyunki ise 81’dir. Aragonit, Beril, Elmas, Florit, Kalsit, Kuvars, Rutil, Kayatuzu, Turmalin İzolatör kristallerin elektriksel özellikleri ve kafes yapıları incelendi ğinde; şu ili şkilerin varlı ğı görülür: 1- İyon-, atom- ve molekül-kafesli, şeffaf, metalik olmayan mineraller izolatördür. 2-Dielektriksel sabitesinin büyüklü ğü kafes yapıta şlarının büyüklü ğüne ba ğlıdır. Piroelektrizite ve Piyezoelektrizite İzolatör bazı kristaller, dı şarıdan uygulanan ısı ve basınç gibi bazı etkenlerle elektriklenebilirler. Termik bir etkenle kristal kafesin deformasyonu neticesinde meydana gelen elektriklenmeye piroelektrizite, mekaniksel bir etkenle kristal kafesin deformasyonu sonucu meydana gelen elektriklenmeye de piyezoelektrizıte denir. Piroelektriksel kristaller: turmalin Piyezoelektrizıte gösteren kristaller; kuvars en güzel örnektir. Kuvars piyezoelektrizıte özelli ğinden dolayı teknikte, özellikle telsiz haberle şme gereçlerinde, metalurjide kalite kontrolunde, hassas kuvars saaatlerinin üretiminde, tıpta ve yiyeceklerin kontrolünde oldukça önemlidir. Piroelektrizite ve piyezoelektrizite kristalin atom a ğı seviyesindeki yapısı ile açıklanabilir.MİNERALLER İN PRAT İK TANINMASINDA YARARLANILAN F İZ İKSEL ÖZELL İKLER İ > Renk, > Şekil-biçim, > Parlaklık, > Sertlik, elastikiyet, > Dilinim/süreksizlik yönleri, > Özgül a ğırlık, > Manyetik özellik, > Kimyasal özellikler (tat alma, asit testi, ...)Dilinim ve elastikiyet için en güzel örnek mikalar. İki yönde dilinim geli şmi ş Jips (selenit) minerali Y. Eren, 2007 Kayatuzu, üç yönde dilinimliRenkParlaklık 1. Metalik parlaklık 2. Metalik Olmayan parlaklık Ya ğsı (kükürt), Camsı (kuvars) İpeksi, (asbest), Sedefsi (mika),Manyetizma ManyetitÖzgül A ğırlıkkuvars turmalinKR İSTAL K İMYA > >Kristal Kristal kimyan kimyanı ın g n gö örevi revi; kristallerin kimyasal bile ; kristallerin kimyasal bile ş şimi ile fiziksel imi ile fiziksel ve geometrik ve geometrik ö özellikleri aras zellikleri arası ındaki ili ndaki ili ş şkileri saptamak, kileri saptamak, ö özellikle zellikle kristal yap kristal yapı ılar ları ın nı ın (str n (strü ükt ktü ürlerinin), yani kristaldeki atom rlerinin), yani kristaldeki atom dizili dizili ş şlerinin hangi esaslara g lerinin hangi esaslara gö öre onun kimyasal bile re onun kimyasal bile ş şimine ba imine ba ğ ğl lı ı oldu oldu ğ ğunu ortaya unu ortaya ç çı ıkarmaktad karmaktadı ır. r. > >Bir di Bir di ğ ğer ifade ile kristal er ifade ile kristal kimyan kimyanı ın vazifesi; kristalin maddeler n vazifesi; kristalin maddeler yap yapı ıs sı ında etkin olan kimyasal yasalar nda etkin olan kimyasal yasaları ı g gö östermek, bunlar stermek, bunlar yard yardı ım mı ıyla fiziksel ve geometrik yla fiziksel ve geometrik ö özelliklerini a zelliklerini aç çı ıklamak, farkl klamak, farklı ı kristaller aras kristaller arası ındaki belirli ili ndaki belirli ili ş şkileri ortaya kileri ortaya ç çı ıkarmakt karmaktı ır. Tek tek r. Tek tek molek molekü üllerle ilgilenen llerle ilgilenen molek molekü ülkimyas lkimyası ından ndan farkl farklı ı olarak, olarak, kristalkimya kristalkimya say sayı ıs sı ız atom ve molek z atom ve molekü üller aras ller arası ındaki kar ndaki kar şı şıl lı ıkl klı ı etkilerden bahseder. etkilerden bahseder.KR İSTAL KAFES İN YAPI UNSURLARI > > Atom ve Atom ve İ İyon yon Ç Çaplar apları ı > > Kristal kafesi olu Kristal kafesi olu ş şturan atom ve iyonlar birbirleriyle kar turan atom ve iyonlar birbirleriyle kar şı şıl lı ıkl klı ı temas eden k temas eden kü ürecikler recikler ş şeklinde kabul edilir ve eklinde kabul edilir ve yar yarı ıç çaplar apları ın nı ın toplam n toplamı ı aralar araları ındaki mesafeyi olu ndaki mesafeyi olu ş şturur. turur. > > Atomun yap Atomun yapı ıs sı ı; ; Çekirdek: Proton (pozitif yüklü) Nötron (yüksüz) Çekirdekteki proton sayısı, atom numarasını ve elementin adını belirler 6 protonlu element: karbon (C) Karbona bir proton ve bir elektron eklenmesi sonucu Nitrojen elementi olu şur (N) Kütle numarası, atomun çekirde ğindeki proton ve nötronların sayısına e şittirKoordinasyon grupları ve sayıları Kristal yap Kristal yapı ı unsurlar unsurları ı kat katı ı k kü ürecikler recikler ş şeklinde kabul edildi eklinde kabul edildi ğ ğinde, farkl inde, farklı ı b bü üy yü ükl klü ükteki kteki k kü üreciklerin kar reciklerin kar şı şıl lı ıkl klı ı temaslar temasları ında bunlar m nda bunlar mü ümk mkü ün geometrik dizili n geometrik dizili ş şler, ler, koordinasyon gruplar koordinasyon grupları ı meydana getirebilir. meydana getirebilir. a) A k a) A kü üresi resi üç tane B k B kü üresiyle sar resiyle sarı ılm lmı ş ı şt tı ır.B k r.B kü üreleri bir releri bir e şkenar üçgen olu olu ş ştururlar. tururlar. b) A k b) A kü üresi resi d dö ört tane rt tane B k B kü üresi ile sar resi ile sarı ılm lmı ş ı şt tı ır. Bu suretle r. Bu suretle tetraedrik bir dizilim meydana bir dizilim meydana gelmi gelmi ş ştir. tir. c) A k c) A kü üresi resi altı tane B k tane B kü üresiyle sar resiyle sarı ılm lmı ş ı şt tı ır. K r. Kü üreler bir reler bir oktaeder ş şeklinde eklinde gruplanm gruplanmı ş ı şt tı ır. r. d) A k d) A kü üresi resi sekiz tane B k B kü üresi ile sar resi ile sarı ılm lmı ş ı şt tı ır ve r ve küp ş şeklinde bir dizilim meydana eklinde bir dizilim meydana gelmi gelmi ş ştir. tir.KR İSTAL KAFESTEK İ K İMYASAL BA ĞLAR > > Kristal kafesi olu Kristal kafesi olu ş şturan turan yap yapı ıta ta ş şlar ları ı aras arası ında nda ö özellikle zellikle d dö ört ayr rt ayrı ı kimyasal ba kimyasal ba ğ ğ m mü ümk mkü ünd ndü ür. r. > İyonik Bağ (Heteropolar Ba ğ), > Atomik Ba ğ (Homoopolar Ba ğ veya Kovalent Ba ğ), > Metalik Ba ğ > Van der Waals Ba ğ (Molekül Ba ğ).1. İyonik Ba ğ (Heteropolar Ba ğ) > > İ İyonik ba yonik ba ğ ğl lı ı kafeslerde kimyasal unsurlar, pozitif ve negatif kafeslerde kimyasal unsurlar, pozitif ve negatif elektrik y elektrik yü ükl klü ü iyonlar, yani katyon(+) ve anyon ( iyonlar, yani katyon(+) ve anyon (- -) ) lard lardı ır r. . > > Bir ba Bir ba ş şka ifade ile, atomlar elektriksel ka ifade ile, atomlar elektriksel n nö ötr durumlar tr durumları ın nı ı elektron vermek elektron vermek veya almak suretiyle almak suretiyle yitirmi yitirmi ş şlerdir. lerdir. > > Bu tip kimyasal ba Bu tip kimyasal ba ğ ğlarda atom elektronlar larda atom elektronları ın nı ı vermekte, bir vermekte, bir di di ğ ğer atom da bunlar er atom da bunları ı almakta, bu suretle olu almakta, bu suretle olu ş şan iyonlar d an iyonlar dı ş ı ş elektron y elektron yö ör rü üngeleriyle ngeleriyle asal gaz asal gaz yap yapı ıs sı ına, dolay na, dolayı ıs sı ıyla b yla bü üy yü ük k kararl kararlı ıl lı ğ ı ğa sahip olmaktad a sahip olmaktadı ır. r. > > Kafeste bulunan iyonlar Kafeste bulunan iyonlar Coulomb Coulomb elektrostatik elektrostatik ç çekme ekme kuvveti ile birbirine ba kuvveti ile birbirine ba ğ ğlanmaktad lanmaktadı ır. r. İyonların birbirini çekme kuvveti elektrik yükleri ile do ğru, iyon çapları ile ters orant orantı ıl lı ıd dı ır. r. > > Burada K Burada K ç çekme kuvveti, n ekme kuvveti, n dielektrizite dielektrizite sabitesi, e1 ve e2 sabitesi, e1 ve e2 elektrik y elektrik yü ükleri, r1 ve r2 pozitif ve negatif elektrik y kleri, r1 ve r2 pozitif ve negatif elektrik yü ükl klü ü iki iki iyonun iyonun ç çaplar apları ıd dı ır. r. > K= 1/n . (e1 . e2) / (r1 + r2) a. Elektrik iletgenlikleri çok azdır. b. Erimi ş olduklarında oldukça büyük elektrik iletgenli ğine sahiptir. c. Genellikle suda kolay çözünürler. d. Erime ve süblimasyon (katı ?gaz) dereceleri yüksektir. e. Genellikle şeffaf, renksiz ve renkli- şeffaftırlar. f. Termik-genle şme, kompresibilite (sıkı ştırılabilme), sertlik, kopma gibi di ğer fiziksel özellikler iyonik ba ğın şiddetine ba ğlıdır. İ İyonik ba yonik ba ğ ğl lı ı kristallerin; kristallerin;2. Atomik Ba ğ (Homoopolar veya Kovalent Ba ğ) > > Atomlar d Atomlar dı ş ı ş y yö ör rü ünge elektronlar nge elektronları ın nı ı ortak kullanarak yap ortak kullanarak yapı ılar ları ın nı ı asal gaz asal gaz yap yapı ıs sı ına na ç çevirirler. evirirler. Ö Örne rne ğ ğin, klor atomunun d in, klor atomunun dı ş ı ş y yö ör rü üngesinde 7 elektron bulunmakta, ngesinde 7 elektron bulunmakta, iki klor atomu yan yana gelerek d iki klor atomu yan yana gelerek dı ş ı ş y yö ör rü üngelerindeki bir ngelerindeki bir elektronu ortak kullanarak 8 elektrona sahip olurlar ve kararl elektronu ortak kullanarak 8 elektrona sahip olurlar ve kararlı ı asal gaz yap asal gaz yapı ıs sı ına ula na ula şı şırlar. ( rlar. (Cl Cl+ +Cl Cl -- -- ClCl ClCl ). Olu ). Olu ş şan molek an molekü üller ller Wan Wan der der Waals Waals gibi ba gibi ba ş şka kuvvetlerle birbirlerine ba ka kuvvetlerle birbirlerine ba ğ ğlanarak lanarak zincir olu zincir olu ş şturabilirler. turabilirler. Kovalent Kovalent ba ba ğ ğl lı ı kristallere kristallere elmas elmas ö örnek olarak verilebilir. rnek olarak verilebilir.Kovalent ba ğlı kristaller şu karakteristik özelliklere sahiptir; a. Koordinasyon sayısının küçük oldu ğu durumlarda Cl2, HCl, H2O, S8, P4 vs gibi tek molekül olu ştururlar. b. Erime ve buharla şma dereceleri dü şüktür. c.Yüksek koordinasyon sayılı kristaller genellikle suda çözünmezler, yüksek sertli ğe ve erime derecelerine sahiptirler. d. Elektri ği iletmezler, katı ve erimi ş durumlarında iyi izolatördürler. e. I şı ğı kırma indisleri yüksek, refleksiyon (yansıtma) yetenekleri kuvvetlidir. Örn: elmas ve karbidler. f. Kristalin ve çözünmü ş durumlarında farklı absorpsiyon gösterirler. Buna kar şılık iyonik ba ğlı kristallerde kristalin fazdan çözünmü ş faza geçi şte herhangi bir absorpsiyon de ği şimi beklenmez.Metalik Ba ğ > > Atomlar asal gaz yap Atomlar asal gaz yap ı ı s s ı ı na d na d ö ö n n ü ü ş ş me me e e ğ ğ ilimindedir. Bunun i ilimindedir. Bunun i ç ç in atomlar de in atomlar de ğ ğ erlik erlik elektronlar elektronlar ı ı n n ı ı vererek bir elektron bulutu vererek bir elektron bulutu meydana getirmi meydana getirmi ş ş lerdir. Bu elektron bulutu lerdir. Bu elektron bulutu i i ç ç inde pozitif atom g inde pozitif atom g ö ö vdeleri vdeleri biraraya biraraya toplanm toplanm ı ş ı ş olup, bunlar aras olup, bunlar aras ı ı ndaki ndaki ç ç ekme ekme kuvveti kafes enerjisini meydana getirir. kuvveti kafes enerjisini meydana getirir. Elementlerin Elementlerin ç ço o ğ ğunlu unlu ğ ğu, 3/4 kadar u, 3/4 kadarı ı metalik ba metalik ba ğ ğa sahiptir. a sahiptir. Gerek kat Gerek katı ı, gerekse erimi , gerekse erimi ş ş durumdaki metalik ba durumdaki metalik ba ğ ğl lı ı kristaller; kristaller; a. Elektrik ve a. Elektrik ve ı ıs sı ı iletgenlikleri iletgenlikleri y yü üksektir. ksektir. b. I b. I şı ğı şı ğı ge geç çirmezler, yani irmezler, yani ş şeffaf de effaf de ğ ğillerdir. illerdir. c. Az veya c. Az veya ç çok metalik parlakl ok metalik parlaklı ğ ı ğa sahiptirler. a sahiptirler. Metallerin erime ve kaynama dereceleri, termik Metallerin erime ve kaynama dereceleri, termik genle genle ş şmeleri, meleri, kompresibilite kompresibilite ve plastik ve plastik ş şekillenme gibi di ekillenme gibi di ğ ğer er mekanik ve fiziksel mekanik ve fiziksel ö özellikleri ba zellikleri ba ğ ğ kuvvetlerinin farkl kuvvetlerinin farklı ğı ı ğına na g gö öre de re de ğ ği i ş şir. ir.4. Van der Waals Ba ğ (Molekül Ba ğ) İ İyonik, yonik, kovalent kovalent ve metalik ba ve metalik ba ğ ğ tek ba tek ba şı şına asal gazlar na asal gazları ın ve n ve molek molekü üllerin (N2, H2, O2, CH4, C2H6, S8, As4O6 vs.) kristal llerin (N2, H2, O2, CH4, C2H6, S8, As4O6 vs.) kristal durumuna ge durumuna geç çmesini m mesini mü ümk mkü ün k n kı ılmamaktad lmamaktadı ır. r. Bu tip kimyasal unsurlar Bu tip kimyasal unsurları ın birle n birle ş şmesinde mesinde Van der Van der Waals Waals kuvveti kuvveti ad adı ı verilen zay verilen zayı ıf bir ek kuvvet daha vard f bir ek kuvvet daha vardı ır. Van der r. Van der Waals Waals kuvvetlerine di kuvvetlerine di ğ ğer ba er ba ğ ğlar ları ın egemen oldu n egemen oldu ğ ğu kristal kafeslerde de u kristal kafeslerde de rastlanmakla birlikte, di rastlanmakla birlikte, di ğ ğer ba er ba ğ ğ kuvvetlerine g kuvvetlerine gö öre re ç çok k ok küçü üçükt ktü ür. r. Bu nedenle, ancak Bu nedenle, ancak ç çok d ok dü ü ş şü ük s k sı ıcakl caklı ıklarda asal gaz ve klarda asal gaz ve molek molekü üllerde fark edilebilecek niteliktedir. llerde fark edilebilecek niteliktedir. Bu tip ba Bu tip ba ğ ğ organik organik bile bile ş şiklerde olduk iklerde oldukç ça yayg a yaygı ınd ndı ır. Minerallerde r. Minerallerde ise ise k kü ük kü ürt rt (S8), (S8), realgar realgar (As4S4), (As4S4), kalomel kalomel (Hg2Cl2), (Hg2Cl2), arsenolit arsenolit (As4O6) ve (As4O6) ve senarmontit senarmontit (Sb4O6) bu gruba girerler. Van der (Sb4O6) bu gruba girerler. Van der Waals Waals ba ba ğ ğa sahip kristallerin a sahip kristallerin sertlikleri sertlikleri ç çok d ok dü ü ş şü ük k olup, olup, elektri elektri ğ ği i de iletmezler. de iletmezler.Minerallerin Minerallerin ç çok az bir k ok az bir kı ısm smı ında bir tek tip kimyasal ba nda bir tek tip kimyasal ba ğ ğ mevcuttur. mevcuttur. Ç Ço o ğ ğu kristallerde u kristallerde karı şık ba ğlar egemendir. egemendir.POL İMORF İ VE İZOMORF İ > Polimorfi > > Ayn Aynı ı kimyasal bile kimyasal bile ş şime sahip bir maddenin iki veya daha fazla ime sahip bir maddenin iki veya daha fazla kristal tipinde, yani farkl kristal tipinde, yani farklı ı str strü ükt ktü ürlerde olu rlerde olu ş şabilmesine abilmesine polimorfi polimorfi, , bu kristal tiplerine de bu kristal tiplerine de polimorf polimorf kristaller denir. kristaller denir. > > Bir Bir polimorf polimorf maddenin farkl maddenin farklı ı dizilimlerine ise dizilimlerine ise modifikasyon modifikasyon denir. O halde modifikasyonlar ayn denir. O halde modifikasyonlar aynı ı kimyasal bile kimyasal bile ş şime sahip ime sahip bir maddenin farkl bir maddenin farklı ı durumlardaki halleridir. durumlardaki halleridir. İ İki kristalin ki kristalin modifikasyona sahip maddelere modifikasyona sahip maddelere dimorf dimorf, , üç üç modifikasyona modifikasyona sahip olanlara ise sahip olanlara ise trimorf trimorf, , fakat genel olarak fakat genel olarak polimorf polimorf denir. denir. Ayn Aynı ı elementin modifikasyonlar elementin modifikasyonları ına ise na ise allotrop allotrop modifikasyonlar modifikasyonlar denir. denir. Ö Örne rne ğ ğin in k kü ük kü ürt, karbon rt, karbon ve bir ve bir ç çok ok metalin metalin allotrop allotrop modifikasyonlar modifikasyonları ı mevcuttur. mevcuttur. Polimorf Polimorf maddelerin maddelerin farkl farklı ı kafes yap kafes yapı ılar ları ı, onlar , onları ın sertlik, n sertlik, dilinimlenme dilinimlenme, yo , yo ğ ğunluk, erime noktas unluk, erime noktası ı vs. gibi fiziksel, keza vs. gibi fiziksel, keza kimyasal kimyasal ö özelliklerinin farkl zelliklerinin farklı ı olmas olması ına neden olur. na neden olur.Madde sabit P alt Madde sabit P altı ında belirli bir nda belirli bir T T’ ’de de di di ğ ğer modifikasyonuna er modifikasyonuna d dö ön nü ü ş şü ür. Bu s r. Bu sı ıcakl caklı ık noktas k noktası ına na d dö ön nü ü ş şü üm noktas m noktası ı denir. Bu, denir. Bu, iki kristalin iki kristalin yanyana yanyana kararl kararlı ı oldu oldu ğ ğu noktad u noktadı ır r > > İ İki tip d ki tip dö ön nü ü ş şü üm vard m vardı ır. r. Monotrop Monotrop d dö ön nü ü ş şü üm m 'de s 'de sü üre reç ç tek y tek yö önl nlü ü, , enantiyotrop enantiyotrop d dö ön nü ü ş şü üm m 'de ise s 'de ise sü üre reç ç iki y iki yö önl nlü üd dü ür (tersinir). r (tersinir). Madde Kararlı modifikasyon Kararsız modifikasyon Karbon (C) Grafit (Hekzagonal) Elmas (Kübik- hemimorf) Demir sülfür (FeS 2 ) Pirit (Kübik paramorf) Markasit (Ortorombik) Civa sülfür (HgS) Sinnober (Trigonal enantiyomorf) Metasinnober (Kübik) Kalsiyum karbonat (CaCO 3 ) Kalsit (Romboedrik) Aragonit (Ortorombik)Politipi Politipi Polimorfinin Polimorfinin ö özel bir tipi zel bir tipi politipidir politipidir. . Polimorf Polimorf bir maddenin c bir maddenin c- - ekseni y ekseni yö ön nü ünde farkl nde farklı ı kafes sabitesine sahip olmas kafes sabitesine sahip olması ına na politipi politipi denir. denir. Politip Politip str strü ükt ktü üre en re en karekteristik karekteristik ö örnek kaolinit, dikit ve rnek kaolinit, dikit ve nakrit nakrit, , Al4((OH)8/Si4O10), Al4((OH)8/Si4O10), polimorflar polimorfları ıd dı ır r. . İ İzomorfi zomorfi Kristallerin ayn Kristallerin aynı ı s sı ın nı ıfa ve benzer kimyasal bile fa ve benzer kimyasal bile ş şime sahip olmas ime sahip olması ı ve de ve de ğ ği i ş şik oranlarda birbiriyle kar ik oranlarda birbiriyle karı ş ı şabilmesine abilmesine izomorfi izomorfi, , bu tip bu tip kristallere ise kristallere ise izomorf kristaller izomorf kristaller denir. denir. İ İzomorfiye zomorfiye tipik bir tipik bir ö örnek olarak rnek olarak feldispatlar feldispatlar verilebilir. verilebilir. Ortokla Ortoklaz z (KalSi3O8), (KalSi3O8), albit albit (NaAlSI3O8) ve (NaAlSI3O8) ve anortit anortit (CaAl2Si2O8). Bu (CaAl2Si2O8). Bu ü üyelerden yelerden albit albit ve ve anortit anortit birbirleriyle s birbirleriyle sü ürekli kar rekli karı şı ı şım kristalleri m kristalleri (plajiyokla (plajiyoklaz zlar) olu lar) olu ş şturmas turması ına ra na ra ğ ğmen, ortokla men, ortoklaz z di di ğ ğer er ü üyelerle yelerle s sü ürekli kar rekli karı ş ı şamaz. amaz.İzotipi Ayn Aynı ı str strü ükt ktü üre ve atomik oranlara sahip, yap re ve atomik oranlara sahip, yapı ıta ta ş şlar ları ın nı ın yar n yarı ıç çap ap oranlar oranları ı e e ş şit veya yakla it veya yakla şı şık e k e ş şit olan kristallere it olan kristallere izotip izotip kristaller kristaller denir. Di denir. Di ğ ğer bir ifadeyle, er bir ifadeyle, iki kristalin iki kristalin izotip izotip olabilmesi i olabilmesi iç çin in; ; • • ayn aynı ı simetriye (hacim grubu), simetriye (hacim grubu), • • belirli mesafede i belirli mesafede iç çi i i iç çe ge e geç çmi mi ş ş iki ayn iki aynı ı kafese, kafese, • • ayr ayrı ıca iki kafesin ayn ca iki kafesin aynı ı eksenler ili eksenler ili ş şkisine ve kisine ve parametre parametre de de ğ ğerlerine sahip olma erlerine sahip olmas sı ı gerekir. gerekir. Izotip Izotip kristallere kristallere halit halit ( (NaCl NaCl), ), galenit galenit ( (PbS PbS) ve ) ve periklaz periklaz ( (MgO MgO) ) ö örnek verilebilir. Bu kristaller ayn rnek verilebilir. Bu kristaller aynı ı yap yapı ıda olup, da olup, NaCl NaCl yap yapı ıs sı ında nda (y (yü üzey merkezli k zey merkezli kü üp kafes) kristalle p kafes) kristalle ş şirler. irler. Diyadohi Diyadohi ( (S Sü übstit bstitü üsyon syon) ) Kristal kafesteki bir yap Kristal kafesteki bir yapı ıta ta şı şın nı ın (atom ve iyon) yerini bir ba n (atom ve iyon) yerini bir ba ş şka ka yap yapı ıta ta şı şın nı ın almas n alması ına na diyadohi diyadohi, birbirlerinin yerini alan , birbirlerinin yerini alan elementlere de elementlere de diyadoh diyadoh elementler elementler ad adı ı verilir. verilir.Kristal Örgü Hatalarının Sınıflandırılması I. Strüktürel (yapısal) Örgü Hataları 1. Noktasal 1. Noktasal Ö Örg rgü ü Hatalar Hataları ı a) Ara yabanc a) Ara yabancı ı atom hatalar atom hataları ı b) Bo b) Bo ş şluk hatalar luk hataları ı c) c) Schotty Schotty ve Anti ve Anti- -Schotty Schotty hatalar hataları ı d) d) Frenkel Frenkel ve Anti ve Anti- -Frenkel Frenkel hatalar hataları ı 2. 2. Ç Çizgisel izgisel Ö Örg rgü ü Hatalar Hataları ı a) Kamasal hatalar a) Kamasal hatalar b) Vidasal (helezoni) hatalar b) Vidasal (helezoni) hatalar 3. D 3. Dü üzlemsel zlemsel Ö Örg rgü ü Hatalar Hataları ı a) Kristal i a) Kristal iç çi hatalar i hatalar b) Kristal yap b) Kristal yapı ş ı şma y ma yü üzeyleri hatalar zeyleri hataları ı c) Dizilim hatalar c) Dizilim hataları ı 4. Hacimsel 4. Hacimsel Ö Örg rgü ü Hatalar Hataları ı II. Kimyasal Örgü Hataları III. Elektiriksel Örgü Hataları KR KR İ İ STALLERDE STALLERDE Ö Ö RG RG Ü Ü HATALARI HATALARI > >Kristallerde teorik ve deneysel de Kristallerde teorik ve deneysel de ğ ğerler aras erler arası ındaki ndaki uyu uyu ş şmaks maksı ızl zlı ıklar klar ö örg rgü ü hatalar hataları ı'n 'nı ın varl n varlı ğı ı ğın nı ı ortaya koymaktad ortaya koymaktadı ır. r.Götit+kuvars