Demoprøve

Oppgave 1 – Krystallstruktur og materialoppbygning

Merk: Du har kun tilgang til oppgaveteksten. Alle nødvendige beskrivelser er derfor gitt under (ingen figurer).

1(a) Koble riktig enhetscelle (A, B eller C) til hver egenskap.

Enhetsceller: A: kubisk flatesentrert (fcc) B: kubisk romsentrert (bcc) C: heksagonal tettpakket (hcp)

Egenskaper (hver egenskap skal kobles til nøyaktig én enhetscelle): 1. Har koordinasjonstall lik 8 2. Er primitiv (Bravais-gitter) 3. Er flatesentrert 4. Inneholder totalt 2 hele atomer per enhetscelle 5. Har pakningsfaktor (pakningstetthet) $0.74$ 6. Er minst vanlig for metaller

1(b) Hvilke(t) utsagn om struktur til materialer er riktig(e)?

Velg riktige alternativ(er) (maks 3): A. Krystallstrukturen i alle metaller kan beskrives som tetteste kulepakning B. Polymerer består av lange kjeder og er alltid amorfe C. Det finnes 14 ulike krystallsystemer der det kubiske er ett av dem D. Polykrystallinsk kobber består av mange én-krystaller (korn) E. Krystallstruktur til keram er avhengig av ladning på ioner som inngår

1(c) Fyll inn riktig begrep på norsk. Skriv kun selve begrepet (ett per linje).

1. Minste enhet av atomer som kan beskrive hele krystallstrukturen: ______ 2. Flere ulike krystallstrukturer av samme stoff: ______ 3. Når materialer har ulike egenskaper i ulike retninger: ______ 4. Antall nærmeste naboer til et atom/ion i en struktur: ______ 5. Andel av volumet som er fylt med kuler i en kulepakning: ______ 6. Navn på hull (interstitiell posisjon) med koordinasjonstall 4 i en kulepakning: ______ 7. Gjennomsnittlig antall repeterende enheter i en polymer: ______ 8. Generelt navn på reaktanten i en polymeriseringsreaksjon som også gir navn til polymeren: ______ 9. Defineres av lengdene på aksene og vinklene mellom aksene: ______ 10. Angir grad av ordning i en polymer: ______

1(d) Magnesiumoksid (MgO) har følgende struktur: - Anionene $(\text{O}^{2-})$ danner en kubisk flatesentrert (fcc) pakning. - Kationene $(\text{Mg}^{2+})$ fyller alle oktaedriske hull. - Forholdet mellom ioneradius $(\text{Mg}^{2+}/\text{O}^{2-})$ er omtrent $0.72$.

Svar på følgende: 1. Hva kalles denne krystallstrukturen? 2. Hva er koordinasjonstallet til $\text{Mg}^{2+}$? 3. Hvilken type kulepakning har anionene (angi fcc/ccp/hcp, der det er relevant)? 4. Hvilken type polyeder beskriver nærmeste naboer rundt $\text{Mg}^{2+}$? 5. Er det sannsynlig at et lantanoksid $(\text{La}_2\text{O}_3)$ har samme krystallstruktur når radiusforholdet (kation/anion) også er omtrent $0.72$? Svar ja/nei og begrunn kort.

1(e) Beregn tettheten til nikkel.

Gitt data: - Krystallstruktur: bcc - Molarmasse: $58.69\ \text{g/mol}$ - Atomeradius: $0.124\ \text{nm}$ - Avogadros tall: $6.022\cdot 10^{23}\ \text{mol}^{-1}$

Oppgi svaret i $\text{g/cm}^3$ med to desimaler. Vis beregningene dine og enhetskonverteringer.