Was beschreibt der Begriff Elektronenaffinität?
Freiwerdende Energie bei Aufnahme eines Elektrons
Welche Dimension/Einheit hat die Elektronenaffinität?
eV
Welche Aussagen zur Madelungkonstanten sind richtig?
Welche Einheit hat die Madelungkonstante?
Dimensionslos
Geben sie den allgemeinen Ausdruck für die mittlere thermische Energie Eth eines Teilchens bei der Temperatur T an.
th
Eth = 1/2 * f*kb * T
b
Ordnen sie den folgenden Definitionen die entsprechenden Begriffe zu:
__________________ Die Nettoenergie der Anziehung/Abstoßung als Funktion des Abstands zwischen zwei Atomen oder Ionen.
__________________ Die Energie, die notwendig ist, um aus einem neutralen Atom ein Kation zu erzeugen.
1.) Bindungsenergie
2.) Ionisationsenergie
Unter Elastizität versteht man die Eigenschaft eines Körpers bei gleicher ___ gleiche ____ zu zeigen.
Die Eigenschaft ist unabhängig von der __. Ein elalstischer Körper geht nach dem Wegfall der Spannung in seinen ____ zurück.
1.) mechanische Spannung
2.) Dehung
3.) Temperatur
4.) in seinen Ursprungszustand zurück
Wann würde der mittlere Bindungsabstand der Atome in einem Kristall nicht mit der Temperatur zunehmen?
Bei Materialien mit negativer thermischer Ausdehnung.
Nennen sie mindestens zwei Materialeigenschaften die sich aus dem Bindungspotential eines Materials ableiten lassen.
Bindungsenergie
Gleichgewichtsabstand
E-Modul
Schmelzpunkt
thermische Ausdehung
Festigkeit
Härte
Was gibt die Koordinationszahl an?
Die Anzahl der nächsten Nachbarn.
Beantworten sie folgende Frage zur Formel E = 80kbT/ Ohm für den E-Modul:
Welche Temperatur ist hier gmeint?
Schmelztemperatur
Wann tritt eine reine kovalente Bindung auf?
Entstehen bei Atomen gleichartiger Atomsorten (Halogene in Gasform) und Festkörper der vierten Hauptgruppe (C, Si, Ge).
Warum ergeben sich bei kovalenten Bindungen in der Regel kleinere Koordinationszahlen und weniger dichte atomare Strukturen als bei ionischen Bindungen?
Man hat bei kovalenten Bindungen gerichtete Bindungen, diese Anzahl ist begrenzt und kann nur so groß sein, wie Elektrone in der äußersten Schale zur Verfügung stehen.
Immer kleiner als die Koordinationszahl, kleiner als 12.
Was besagt das Pauli-Prinzip und für welche Teilchen gilt es?
Elektronen in einem System sind voneinander unterscheidbar. In einem Zustand darf sich nur ein Elektron befinden.
Es gilt für Fermionen (halbzahliger Spin).
Welche Aussage zum Spin sind/ist richtig?
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.
1.) Raumgitter
2.) Basis
3.) Raumgitter
4.) Basis
5.) Basis
Was bedeutet es wenn ein Kristallgitter anisotrop ist.
Die Eigenschaften (Gleichgewichtsabstand, Bindungsenergie, Schmelzpunkt, E-Modul, thermische Ausdehnung, Bruchdehnung) sind richtungsabhängig.
c
Welche Bravaisgitter sind hier dargestellt?
1.) CsCl-Struktur
2.) Diamantstruktur
Welche Kristallstrukturen sind hier dargestellt?
1.) Kubisch-flächenzentriert
2.) Kubisch-flächenzenriert
Generell kann zwischen defektabhängigen und defektunabhängigen Eigenschaften unterschieden werden. Defektunabhängige Eigenschaften werden meist durch das …………… bestimmt, z.B. …………, .…………… oder die thermische Ausdehung. Einige wenige Defekte ändern dabei das ………… nicht. Defektabhängige Eigenschaften sind zum Beispiel …………, …………. oder die elektrische Leitfähigkeit. Hier spielen auch Defekte mit Konzentration im ppm Bereich unter Umständen eine Rolle.
1.) Bindungspotential
2.) Schmelzpunkt
3.) E-Modul
4.) Bindungspotential
5.) Härte
6.) Verformbarkeit
A: 1D
B: 0D
C: 0D
Was versteht man unter einem Void?
Kleiner Hohlraum im Kristall
Was besagt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?
Was versteht man unter Polymorphismus?
Eigenschaft von Metallen bei verschiedenen Drücken und Temperaturen reversibel ihren Gittertypen 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 Zustandes aus: Wie groß ist die Zahl pi der …………. eines Makrozustandes i. Die Unordnung ist dann definiert als S = ……….
i
1.) Entropie
2.) eV/K
3.) Mikrozustände
4.) kb ln(pi)
Was sind intrinsische Ladungsträger?
Intrinsische Ladungsträger sind die freien Elektronen und Löcher in einem reinen Halbleitermaterial.
Wie ist der thermische Ausdehnungskoeffizient definiert?
Warum ist der thermische Ausdehnungskoeffizient in der Regel positiv?
Da bei einem Temperaturanstieg auch der mittlere Abstand und die mittlere Ausdehnung zunimmt.
Welcher Begriff beschreibt folgende Definiton?
Die Energie die notwendig ist um aus einem Anion ein neutrales Atom zu erzeugen.
Elektronenaffinität
Rein kovalente Bindungen entstehen bei Bindungen …………. Atomsorten. Grund für die Bindung ist ………….. : Durch Teilen des ………… wird ein …………. günstigerer Zustand erreicht.
1.) gleichartiger
2.) Energieminimierung
3.) Mangels
4.) 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 sein müssen.
Ein Elektron kann nie auf eine Energieniveau gebracht werden, dass kein Zustand ist
Welche Kristallklassen zeigen isotrope Eigenschaften?
kubisch
Nennen sie mindestens zwei Strukturen, die Basis eins Kristalls sein können.
Atom, Molekül, Protein
Nennen sie zwei defektunabhängige Eigenschaften
E-Modul, thermische Ausdehnung, Schmelzpunkt
Welche Aussagen gelten für Versetzungsdefekte?
Geben sie die Gleichung einer Leerstellenkonzentration cv als Funktion der Temperatur T an
v
cv = exp(-Ev/kbT)
Was gibt die innere Energie U eines Systems an?
Die Gesamtenergie ohne äußere Energie (kinetisch oder potenitell)
Eine reine Ionenbindung tritt zwischen Atomen mit …….. Ionisationsenergie und Atomen mit ……… Elektronenaffinität auf.
1.) kleiner
2.) großer
Was besagt der Ausdruck der sp-Hybridisierung?
Bildung von 2 gleichwertigen Orbitalen in einer Ebene unter 180° zueinander.
Was besagt der Ausdruck sp^2-Hybridisierung?
Bildung 3 gleichwertiger Orbitale in einer Ebene unter 120° zueinander.
Was besagt der Ausdruck sp^3-Hybridisiert?
Bildung 4 gleichwertiger Orbitale im Raum unter dem Tetraederwinkel von 109,5° zueinander.
Die Ursache für van-der-Waals-Bindungen ist die ……….. Kraft zwischen permaneneten oder ……….. Dipolmomenten.
1.) anziehende
2.) induzierte
Warum kristalliesieren nicht alle Metalle als dichteste Kugelpackungen?
Es gibt kovalente (gerichtete) Bindungsanteile und ionische Bindungsanteile (Ladungsneutralität)
Teilweise abhängig von der Temperatur
Nennen sie mindestens eine Gemeinsamkeit von metallischen und kovalenten Bindungen?
Unterschied: Vorhandensein freier Ladungsträger in metallischen Bindungen
Gemeinsamkeit: Verringerung der potentiellen Energie durch das Teilen von Elektronen
Sekundäre Bindungen kommen unter anderem durch die ………. von induzierten oder ………… Dipolen zustande. Zu den sekundären Bindungen zählen ………. und Wasserstoffbrückenbindungen. Die Bindungsenergien liegen bei ……….. eV.
1.) Wechselwirkung
2.) permanenten
3.) Van-der-Waals-Kräfte
4.) 0,1 - 0,2
Was beasgt die de-Broggli-Beziehung?
λ = h/p
Wellen können auch als Teilchen beschrieben werden
Aus der Kristallstruktur folgt, dass Eigenschaften die vom ……….. abhängen in zwei Varianten auftreten: …………… in allen kubischen Kristallen und ………… in allen anderen Kristallen. In vielen Materialien bleibt die ……….. unbemerkt, da reale Stoffe oft ……….. aufgebaut sind. ……….. verteilte Kristallrichtungen führen zu ……….. Mittelwerten der Eigenschaften des Kristalls.
1.) Potentialtopf
2.) isotrop
3.) anisotrop
4.) Anisotropie
5.) polykristallin
6.) statistisch
7.) isotropen
Gegeben sie eine alpha-Lage. Welche Stapelfolge gehört zur hexagonal dichtetsten Packung?
abab
Ein Kristall ist eine ……… Anordnung …… Bausteine. Mathematisch wird die …….. durch ein Raumgitter beschrieben, das aus den ……….. Basisvektoren entsteht. Die Vektoren werden ……….. Translationen genannt. Das durch die Vektoren aufgespannte Parallelepiped ist die ………. des Kristalls.
1.) regelmäßig
2.) identischer
3.) Regelmäßigkeit
4.) drei
5.) primitive
6.) Elementarzelle
Wann spricht man von einem intrinsischen Defekt?
Nur von Eigenatomen erzeugt
Wann spricht man von extrinsischen Defekten?
Durch Fremdatome erzeugt
Welche Größen werden für die Beschreibung der Energieverteilung eines Elektronengases benötigt?
Der zweite Hauptsatz besagt: Im Gleichgewichtszustand hat ein System maximale ……….. , das heißt in einem geschlossenen System kann die ……… niemals kleiner werden. Eine alternative Formulierung: Es gibt ……… perpetuum mobile zweiter Art, das heißt die Generation von ……….. durch das Abkühlen eines Wärmereservoirs ist …………
1.) Unordnung
2.) Entropie
3.) kein
4.) Arbeit
5.) unmöglich
Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt: Energie kann nur ………. aber weder ……….. noch ………….. werden. Eine alternative Formulierung ist: Es gibt ………….. perpetuum mobile erster Art, das heißt die Generation von ………… aus dem Nichts ist ……………
1.) umgewandelt
2.) erzeugt
3.) vernichtet
4.) kein
5.) Energie
6.) unmöglich
Was versteht man unter Verbundswerkstoffen?
Kombination aus zwei Materialien mit Ef ≠ Em wobei Ef >> Em
f
m
Nennen sie zwei Beispiele für Verbundwerkstoffe?
GFK, CFK, Stahlbeton
Was ist ein entropischer Effekt?
Die Eigenschaft von Polymeren nach einer Verformung wieder in den entropisch günstigeren Knäuelzustand zurückzukehren.
Was versteht man unter einem Lawinendurchbruch?
Plötzlicher Anstieg des elektrischen Stroms in einem Isolator aufgrund eines elektrischen Feldes.
Nennen sie zwei der vier verschiedenen Mechanismen, die zur Gesamtpolarisation eines Materials beitragen können.
Ionische Polarisation
Grenzflächenpolarisation
Elektronische 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 ... ... ... ... ....
1.) permanente magnetische
2.) thermische Energie
3.) Curie
4.) Tc
Was besagt das Superpositionsprinzip?
Bei einem Netzwerk mit mehrerern Quellen können einzelne Teillösungen in Abhängigkeit von nur einer Quelle berechnet und aufsummiert werden.
Was ist die LCAO-Methode?
Überlagerung der Atomorbitale.
Ein bindendes mit abgesenkter 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.
Welche Mechanismen bestimmen die maximale elektische Feldstärke, die ein Material aushält?
Thermischer Durchschlag
Elektrolytischer Durchschlag
Lawinendurchbruch
Lokale Entladung in winzigen Hohlräumen
Welche Begriffe bescheiben Mischphasen von Eisen und Kohlenstoff?
Zementit
Perlit
Martensit
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