Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές αναμένεται:
- Να κατανοούν βασικές αρχές κρυσταλλογραφίας και του ρόλου των πλεγματικών ατελειών συγκριτικά με την ιδανική κρυσταλλική δομή
- Να εφαρμόζουν βασικές θερμοδυναμικές αρχές για την κατανόηση της επίδρασης των πλεγματικών ατελειών στην αγωγιμότητα και άλλες φυσικοχημικές ιδιότητες κρυσταλλικών στερεών με έμφαση αυτές των οξειδίων μετάλλων
- Να κατανοούν τη μη στοιχειομετρία σε οξείδια μετάλλων και την αλληλεπίδραση ιονικών και ηλεκτρονιακών ατελειών
- Να έχουν αποκτήσει μια γενική γνώση για τις ηλεκτροχημικές εφαρμογές μη στοιχειομετρικών οξειδίων, κυρίως σε ηλεκτροχημικά ενεργειακά συστήματα
Περιεχόμενο Μαθήματος
α) Φυσική Χημεία ιοντικών στερεών: Ιόντα και ηλεκτρόνια σε στερεά. Χημικοί δεσμοί στα στερεά και θεωρία ενεργειακών ζωνών (αγώγιμα, ημιαγώγιμα και μη αγώγιμα υλικά). Στοιχεία κρυσταλλογραφίας. Θερμοδυναμική ισορροπία ιδανικών και πραγματικών κρυσταλλικών στερεών. Πλεγματικές σημειακές ατέλειες (ιοντικές, ηλεκτρονιακές, ενδογενείς, εξωγενείς, επίδραση πρόσμειξης). Αντιδράσεις ατελειών, συζεύγματα, σύμπλοκα. Φαινόμενα μεταφοράς και ιοντική αγωγιμότητα.
β) Φυσική Χημεία διεπιφανειών: Θερμοδυναμική διεπιφανειών. Διεπιφανειακή τάση και προσρόφηση. Ηλεκτρισμένες διεπιφάνειες (συνθήκες ισορροπίας και μη ισορροπίας διεπιφανειών ηλεκτροδίου-ηλεκτρολυτικού διαλύματος). Δράση Marangoni. Μικύλλια. Κρίσιμη συγκέντρωση σχηματισμού μικκυλίων και προσδιορισμός της δομής μικυλλίων. Παράμετρος τακτοποίησης. Διαλυτοποίηση. Αδιάλυτες μονοστοιβάδες. Αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κολλοειδών. Συστήματα τασενεργών ουσιών και πολυμερών. Τριαδικά συστήματα και τριγωνικά διαγράμματα. Σημαντικές εφαρμογές της χημείας διεπιφανειών.
Λέξεις Κλειδιά
κρυσταλλική δομή, πλεγματικές ατέλειες κρυσταλλικής δομής, οξείδια μετάλλων, μη στοιχειομετρία, διεπιφάνειες, μικύλλια
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
1. The Defect Chemistry of Metal Oxides, D.M. Smith, Oxford University Press, Inc. (2000) N.Y.
2. Point Defects in Oxides: Tailoring Materials Through Defect Engineering, H.L. Tuller, S.R. Bishop, Annual Review of Materials Research, 41 (2011) 369-398.