Was beschreibt der Begriff Elektronenaffinität?
Die Elektronenaffinität 𝐴 ist die frei werdende Energie bei Aufnahme eines Elektrons durch ein neutrales Atom
welche Dimension hat die Elektronenaffinität
eV
Welche Aussage zur Madelung Konstante sind richtig?
Sie wird benutzt um anziehendes Potential anzupassen und sie beschreibt das Verhältnis Bindungsenergie pro Ion im Kristall zu Bindungsenergie pro Ion im Ionenpaar.
Welche Einheit hat die Madelungkonstante?
Sie ist Dimensionslos
Geben Sie den allgemeinen Ausdruck für die mittlere therm. Energie eines Teilchens bei Temp T an.
1/2*f*k_B*T
Bindungsenergie
Die Nettoenergie der Anziehung (oder Abstoßung) als Funktion des Abstandes zwischen 2 Atomen oder Ionen
Ionisationsenergie
Die Energie, die notwendig ist, um aus einem neutralen Atom ein Anion zu erzeugen
Im Bezug auf das Bändermodell wichtige Eigenschaften von
1.Isolator 2.Halbleiter 3.Metall
1. volles Valenzband, großes Bandlücke, E(g)>2.5eV
2. volles Valenzband, Bandlücke E(g) zwischen 0.5 und 2.5eV schlechte Leiter (undotiert), temperaturabhängiger Widerstand
3. teilweise besetztes Valenzband (Überlappend mit Leistungsband) E(g)<0.5eV
Nennen Sie mindestens x Materialeigenschaften, die sich auf dem Bindungspotential ableiten lassen
Schmelzpunkt E-Modul thermische Ausdehnung
Beantworten Sie folgende Frage zur Formel E = 80kbT/Ω für den E-Modul: Welche Temperatur ist hier gemeint?
Schmelzpunkt des Materials
Elastizität Füllen Sie die Lücken im Text, sodass eine wahre Aussage resultiert! Unter Elastizität versteht man die Eigenschaft eines Körpers, bei gleicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . gleiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . zu zeigen. Diese Eigenschaft ist unabhängig von der . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ein elastischer Körper geht nach Wegfall der Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Spannung, Dehnung, Körpergeometrie, in seine ursprüngliche Form zurück
Wann würde der mittlere Bindungsabstand der Atome in einem Kristall nicht mit der Temperatur zunehmen?
Bei bestimmten Phasenübergängen kann dies auftreten (z.B. fest-flüssig).
Was gibt die Koordinationszahl an?
Die Koordinationszahl gibt die Anzahl der nächstgelegenen Nachbaratome an, die um ein bestimmtes Atom in einem Kristall angeordnet sind. Es ist ein Maß dafür, wie viele direkte Bindungen ein Atom zu anderen Atomen in einem Festkörper hat.
Beantworten Sie folgende Fragen zur kovalenten Bindung: Wann tritt eine reine kovalente Bindung auf?
Eine reine kovalente Bindung tritt auf, wenn zwei Nichtmetallatome miteinander interagieren und Elektronen teilen, um eine stabile Bindung einzugehen.
Warum ergeben sich bei kovalenten Bindungen in der Regel kleinere Koordinationszahlen und weniger dichte atomare Strukturen als bei ionischen Bindungen?
. Bei kovalenten Bindungen ist die Anzahl der direkten Nachbaratome in der Regel geringer, da die Elektronenpaare zwischen den Atomen eine stärkere Bindung bilden und weniger Platz für Nachbaratome lässt.
Pauli-Prinzip Was besagt das Pauli-Prinzip und für welche Teilchen gilt es?
Pauli-Prinzip Was besagt das Pauli-Prinzip und für welche Teilchen gilt es? a) ein durch die Haupt-, Neben- und magnetische Quantenzahl definierter Zustand Platz für zwei 6 Elektronen hat. b) mehrere Elektronen in einem System nie den selben Zustand einnehmen dürfen
Welche Aussage(n) zum Spin ist(sind) richtig? Der Spin ..
a) Es ist eine Größe, die entweder ganz- oder halbzahlig ist. b) Der Spin bestimmt die grundlegende Klassifizierung der Elementarteilchen in Bosonen und Fermionen. c) Protonen sind Fermionen; ihre Spinquantenzahl ist s=1/2. d)Der Spin ist eine elementare Eigenschaft jedes Elementarteilchens.
Kristalle Füllen Sie die Lücken im Text, so dass eine wahre Aussage resultiert!
Die „identischen Bausteine“, die in Form des . . . . . . . . . . . . . . . angeordnet sind, werden . . . . . . . . . . . . . . . genannt. Eine Kristallstruktur besteht aus . . . . . . . . . . . . . . . und . . . . . . . . . . . . . . . . Im einfachsten Fall besteht eine . . . . . . . . . . . . . . . nur aus einem Atom
Raumgitters, Basis, Raumgitter, Basis, Basis
Was bedeutet es, wenn eine Kristalleigenschaft ’anisotrop’ ist?
Aus der Kristallstruktur (Gitter und Basis) folgt weiter, dass diese Eigenschaften in zwei Varianten auftreten: „isotrop“ (richtungsunabhängig) in allen kubischen Kristallen, und „anisotrop“ (richtungsabhängig) in allen anderen Kristallklassen.
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Welche Bravais-Gitter sind hier dargestellt?
kubisch einfach
Kubisch Flächenzentriertes
Welche Kristallstrukturen sind hier dargestellt?
CaF2-Struktur
NaCl Struktur
Defekte Füllen Sie die Lücken im Text, so dass eine wahre Aussage resultiert!
Generell kann zwischen defektabhängigen und defektunabhängigen Eigenschaften unterschieden werden. Defektunabhängige Eigenschaften werden meist durch das . . . . . . . . . . . . . . . bestimmt, z.B. . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . oder die thermische Ausdehnung. Einige wenige Defekte ändern dabei das . . . . . . . . . . . . . . . nicht. Defektabhängige Eigenschaften sind z.B. . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . oder die elektrische Leitfähigkeit. Hier spielen auch Defekte mit Konzentrationen im ppm-Bereich unter Umständen eine wichtige Rolle.
Bindungspotential, (Schmelzpunkt, E-Modul, thermische Ausdehnung), Bindungspotential, (Härte, Verformbarkeit oder Leitfähigkeit),
Nulldimesionaler Kristalldefekt
Eindimensionaler Kristalldefekt
Zweidimensionale Kristalldefekte
Dreidimensionale Kristalldefekte
Was versteht man unter einem ’void’?
Beispiele für diesen Typ sind (amorphe) Ausscheidungen im Kristall oder kleine Löcher („void“).
Was besagt der 1. Hauptsatz der Thermodynamik?
a) dU=dQ-dW
b)Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden
c) Ohne Einwirkung von außen bleibt die Energie eines Systems konstant
Was versteht man unter Polymorphismus?
Unter Polymorphismus versteht man die Eigenschaft von Metallen, bei bestimmten Drücken 𝑝 und Temperaturen 𝑇 reversibel ihren Gittertyp zu ändern.
Zur quantitativen Angabe der Unordnung eines Systems wird die . . . . . . . . . . . . . . . . . . S mit der Einheit . . . . . . . . . benutzt. Eine mögliche Definition von S geht von der Wahrscheinlichkeit eines Zustands aus: Wie groß ist die Zahl pi der . . . . . . . . . . . . . . . . . . eines Makrozustands i. Die Unordnung ist dann definiert als S = . . . . . . . . . . . . . .
Entropie, eV/K, Mikrozustände, 𝑆 = K_b*ln(p_i)
Was sind intrinsische Ladungsträger?
Die sind bei T>0K beweglich
Fermi Verteilung für T=0°C Skizze
K= C+273,15
Wie ist der thermische Ausdehnungskoeffizient definiert?
Warum ist der thermische Ausdehnungkoeffizient in der Regel positiv?
Bei Zunahme der Temperatur nimmt der mittlere Abstand und die mittlere Auslenkung zu
kovalente Bindungen: Füllen Sie die Lücken im Text, sodass eine wahre Aussage resultiert!
Rein kovalente Bindungen entstehen bei Bindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . Atomensorten. Grund für die Bindung ist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : Durch Teilen des . . . . . . . . . . . . . . . . . . wird ein . . . . . . . . . . . . . . . . . . günstigerer Zustand erreicht.
gleichartiger, Energieminimierung, Mangels, energetisch
Was bezeichnet der Ausdruck Edelgaskonfiguration?
Eine vollständig abgeschlossene äußere Schale
Geben Sie mindestens zwei Eigenschaften der Zustände für Elektronen im Potentialtopf eines Atoms an?
Es gibt unendlich viele Zustände, von denen endlich viele besetzt sind.
Energieabstand benachbarter Zustände nimmt mit 𝑟 ab.
Ionisationsenergien reichen von 1 eV (äußeres Elektron) bis einige keV für die tiefsten Zustände.
Es ist unmöglich, ein Elektron auf ein Energieniveau zu bringen, das kein Zustand ist.
Auf einem Energieniveau können mindestens zwei Elektronen sitzen. Jedes Elektron unterscheidet sich aber trotzdem von den anderen.
Verschiedene Zustände gleicher Energie (aber mit verschiedenem Drehimpuls oder Spin) nennt man „entartet“.
Welche Kristallklassen zeigen ’isotrope’ Kristalleigenschaften?
kubische Kristalle
Welches Bravais Gitter?
kubisch raumzentriert
hexagonal
Wurzit
Nennen Sie mindestens zwei Objekte, die Basis eines Kristalls sein können.
Atom - Molekül - Protein
Nennen Sie zwei defektunabhängige Kristalleigenschaften!
Schmelzpunkt E-Modul, thermische Ausdehnung
Welche Aussagen gelten für Versetzungsdefekte?
- Versetzungen sind entscheidend für die Formänderung von Kristallen.
- Plastische Verformungen kristalliner Werkstoffe erfolgen ausschließlich über die Erzeugungund Wanderung von Versetzungen.
- Versetzungen lassen sich beschreiben über eine zusätzliche Halbebene in einer Kristallstruktur.
Geben Sie die Gleichung für die Leerstellenkonzentration c_v als Funktion der Temperatur T an.
Was gibt die innere Energie U eines Systems an?
A) Für ein einatomiges Gas ist sie die Summe der kinetischen Energien der Einzelatome.
B) Die Gesamtenergie ohne äußere Energien.
Perowskitstruktur
Nennen Sie zwei defektabhängige Kristalleigenschaften!
Härte, Verformbarkeit oder Leitfähigkeit
Was versteht man unter der „LCAO-Methode “?
Überlagerung vieler Atomorbitale: ein bindendes Orbital mit absenkter Energie und ein antibindendes mit erhöhter Energie
Welche Begriffe stehen für Unterscheidungskriterien für Polymere?
Konformation, Konfiguration
Was ist Anelastizität?
Bei Anelastizität erfolgt Dehnung und reversible Rückbildung zeitverzögert.
Füllen Sie die Lücken im Text, sodass eine wahre Aussage resultiert! Unter Polymorphismus versteht man die Eigenschaft von . . . . . . . . . . . . , bei bestimmten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . und Temperaturen T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ihren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . zu ändern
Metallen, Drücken, reversivel, Gittertyp
Zu Dielektrika:
Was versteht man unter einem Lawinendurchbruch?
Bestimmung der maximale elektrische Feldstärke. Auch im perfekten Isolatoren existieren einige freie Elektronen
Nennen Sie zwei der vier verschiedenen Mechanismen, die zur Gesamtpolarisation eines Materials beitragen können.
Grenzflächenpolarisation
Elektronische Polarisation
Ionische Polarisation
Orientierungspolarisation
Para- und ferromagnetische Materialien besitzen beide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Momente. Entscheidend ist, ob der Energiegewinn durch Kopplung kleiner oder größer als die . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ist. Bei Ferromagneten ist der Energiegewinn unterhalb der . . . . . . . . . . . . . . . -Temperatur . . . . . . . . . . . . . . .
permanete magnetische, thermische Energie, Curie, T_c
Die Abbildung zeigt die Hysteresekurve von Eisen. Ergänzen Sie die fehlende Achsenbeschriftung und benennen Sie die markierten Punkte.
Diamant
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