CERAMIKA:
1.Jakie wielkości decydują o strukturze kryształu? Kiedy struktury są stabilne? Najczęściej spotykane liczby koordynacji w ceramikach?

Dla materiałów ceramicznych, wiązanie między atomai ma jonowy charakter, struktury krystaliczne są złożone z elektrycznie naładowanych jonów. Zakłada się, że atomy(jony) są twardymi, sztywnymi kulami o promieniu R, a struktura krystaliczna jest stabilna wtedy gdy atomy będące najbliżej siebie stykają się.
O strukturze kryształu decyduje:

- wielkość ładunku elektrycznego na każdym z jonów składowych

-względne rozmiary kationów ws. Do anionów

-promień atomowy lub jonowy

-gęstość upakowania

-liczba koordynacyjna

-wielościan koordynacyjny

Liczba koordynacyjna zależy od stosunku promieni kationu do anionu. Najczęściej spotykane dla materiałów ceramicznych to 4,6 i 8.

3-kation jest otoczony trzema anionami w kształcie płaskiego trójkąta równobocznego, z kationem w środku

4-kation jest umieszczony w środku tetraedru, w którego czterech narożach są aniony

8-aniony są umiejscowione w narożach sześcianu, a kation w jego centrum

2.Obliczyć minimalny stosunek promienia jonowego kationu do promienia jonowego anionu dla liczby koordynacji 3.

h=$\frac{a\sqrt{3}}{2}$ a=2r_A h=$\sqrt{3}$r_A r_K + r_A = 2/3h = 2/3$\sqrt{3}$r_A

$$\frac{r_{A}}{r_{K}} = \frac{2\sqrt{3}}{3} - 1 = 0,155\mathbf{}$$

3.Opisać strukturę kaolinitu.

Kaolinit (Al₂(Si₂O₅)(OH)₄) powstaje w wyniku chemicznego wietrzenia skaleni w środowisku kwaśnym. Struktura krystaliczna kaolinitu jest warstwowa. Zbudowany z cienkich płytek, składających się z warstwy krzemianowej o strukturze pierścieniowej/tetraedrycznej(?) Si₂O₅, która jest połączona wiązaniami jonowymi z warstwą Al₄(OH)₈. Wiązania w dwuwarstwowej płytce są mocne (jonowo-kowal.) natomiast sąsiednie płytki związane są słabymi wiązaniami Van der Waals’a. Grunty kaolinitowe zalicza się do mało hydrofilnych tzn. o niskiej wilgotności, słabym pęcznieniu i małej ściśliwości, bo silne wiązania między pakietami utrudniają dostęp do wody.

4. Do jakiej grupy materiałów ceramicznych należy sialon? Co to jest? Podać wzór ogólny i właściwości.

Sialon (Si_6-zAl_zO_zN_8-z)->Si₃Al₃O₃N₅ należy do cerami azotowej kt.jest roztworem stałym tlenku aluminium w azotku krzemu o strukturze tetragonalnej. „z” przyjmuje wartości 1-6 – oznacza to, że w strukturze tetragonalnej odmiany alotropowej azotku krzemu Si₃N₄ rozpuszcza się do 60% Al₂O₃. Charakt. :

• lekki,

• duża odporność na korozje,

• odp. Mechaniczna do silników spalinowych w wys. Temp.

• Duża przewodność ciepła,

• wytrzymałość.

POLIMERY:
1.Co to jest poliacetylen?jakie ma właściwości i do czego jest stosowany?

Poliacetylen (inaczej: polietyn, -[-C2H2-]n-) - polimer przewodzący prąd elektryczny.

Poliacetylen powstaje podczas polimeryzacji acetylenu (CH≡CH)

n CH≡CH → -[-CH=CH-]_n-

W praktyce proces ten jest trudno kontrolować i poliacetylen otrzymuje się inaczej (otwierając pierścienie, bardzo skomplikowane nazwy itd.)

Poliacetylen zbudowany jest z długich łańcuchów, w których wiązania pomiędzy atomami węgla są formalnie na przemian podwójne i pojedyncze (tzw. wiązania sprzężone).

W rzeczywistości wiązania sprzężone są uśrednione, a elektrony tworzące wiązania π ulegają delokalizacji wzdłuż całej cząsteczki polimeru, co umożliwia im łatwe przemieszczanie się i przewodzenie prądu elektrycznego.

Czysty poliacetylen ma barwę od ciemnoniebieskiej do czerwonej. Każda para merów w poliacetylenie może przyjmować konfigurację cis lub trans. Polimer, w którym wszystkie pary merów układają się konfiguracji trans ma barwę ciemnoniebieską (niemal czarną) i dobrze przewodzi prąd. Wynika to faktu, że łańcuchy polimeru w konfiguracji tylko trans układają się wzdłuż linii prostej. Poliacetylen tylko cis - ma barwę miedzianą i nieco gorsze przewodnictwo, a jego łańcuchy układają się w zygzak. Forma izomeryczna cis-poliacetylenu jest niestabilna termodynamicznie i w trakcie ogrzewania i naświetlania samorzutnie przechodzi stopniowo w bardziej stabilną formę trans.

Poliacetylen jest półprzewodnikiem, zatem znajduje zastosowanie w:

• diodach elektrolumimescencyjnych (fotodiody),

• ogniwach fotowoltaicznych/słoneczne

• kolorowych organicznych wyświetlaczach elektroluminescencyjnych (OLED) do telefonów

• komputerów przenośnych,

• odtwarzaczy multimedialnych, w laserach organicznych

• foliach pochłaniających promieniowanie radarowe i podczerwone.

Te ostatnie posiadają właściwości o znaczeniu militarnym, np. w samolotach niewidzialnych przez radary czy w tkaninach maskujących żołnierzy przed noktowizorami.

Polimery przewodzące umożliwią otrzymanie układów elektronicznych działających szybciej niż obecne i zużywających znacznie mniej energii.

2.Polianilina- 3 formy- emeraldyna, leukoemeraldyna, pernigranilina

Polianilina jest polimerem półprzewodnikowym występującym w 3 formach różniących się stopniem utlenienia. Można swobodnie przechodzić z jednej formy w drugą czemu towarzyszy zmiana koloru i właściwości. Właściwości przewodzące wykazuje tylko sól emeraldyny (ciemnozielony proszek).
Domieszkowaną polianilinę stosuje się do wytwarzania osłon elektromagnetycznych dla obwodów elektrycznych i do powłok antykorozyjnych.

3.Co to są polimery przewodzące i do czego się je stosuje?

Różnice pomiędzy polimerami domieszkowanymi a niedomieszkowanymi.
Polimery przewodzące, to grupa związków wielkocząsteczkowych posiadających wiązania sprzężone. Wiązania te gwarantują możliwość uzyskania niskiej oporności materiału, nawet do poziomu oporności metali.

Polimery w formie obojętnej nie przewodzą prądu. Dopiero łańcuch zaburzony poprzez usunięcie elektronów (utlenianie), lub ich dostarczenie (redukcję)wykazuje zdolność przewodzenia prądu elektrycznego.

1. Pokrycia antystatyczne

2. Osłony przeciwradarowe w samolotach wojskowych i osłony przed promieniowaniem podczerwonym

3. Pokrycia antykorozyjne

4. Materiały łączące elementy elektroniczne w układach elektronicznych

5. Diody LED

6. fotodiody

RÓŻNICE – Polimery przewodzące występujące w stanie niedomieszkowanym i domieszkowanym różnią się znacznie nie tylko przewodnictwem, ale też m.in. barwą, strukturą i wlaściwościmi mechanicznymi. Zależności różnych cech polimerów przewodzących od ich stopnia domieszkowania znacznie poszerza możliwości zastosowania ich.

......
1.jaka jest różnica między mechanizmem rodnikowym a polikondensacją?

Mechanizm rodnikowy – używa się inicjatora (np. rodnika), który łączy się z monomerem tworząc jego aktywną formę. nie wydzielają się małocząsteczkowe produkty uboczne

X*+M → XM*

Taka forma atakuje kolejny monomer i tak tworzy się coraz dłuższy łańcuch.

XM* + M → XMM*

Polikondensacja – zwana też polimeryzacją stopniową, zachodzi zawsze na skutek reakcji grup funkcyjnych występujących w monomerach np. karboksylowej i hydroksylowej (estryfikacja).

może wydzielać się produkt małocząsteczkowy (np. woda kondensacyjna, sól itp.)

Powstaje dimer:

AB+AB → ABAB

który następnie może reagować z kolejnym monomerem lub innym dimerem:

ABAB + AB → ABABAB – trimer

ABAB + ABAB → ABABABAB – tetramer

One następnie łączą się z kolejnymi itd. itd.

2. .Jak powstają estry? Skąd H a skąd OH, „Chemia organiczna” - Przemysław Mastalerz

Reakcja kwasów karboksylowych z alkoholami wymaga katalizy kwasowej, bez niej przebiega tak wolno że jest to praktycznie bez znaczenia. Estryfikacja mogłaby przebiegać na dwa sposoby:

Oraz(??????)

O* - izotop tlenu ¹⁸O

Dzięki użyciu techniki izotopowej i spektrometru mas wykazano że po reakcji „ciężki” tlen znajduje się w estrze, a nie w wodzie, czyli że w toku estryfikacji rozpada się wiązanie acyl-tlen i następuje przyłączenie alkoholu do alkilowego atomu węgla.

3. Skąd się bierze woda w estrach?

Woda powstaje z grupy hydroksylowej z kwasu i z wodoru pochodzącego z grupy hydroksylowej alkoholu.

GALWANOTECHNIKA:
1. Podział powłok metalicznych pod względem zastosowania 
(ochronne, techniczne, dekoracyjne) - podać przykłady
*dekoracyjne np. ze złota

*techniczne/funkcjonalne np. srebro (dobre przewodnictwo) lub chrom (odporność na ścieranie)

*ochronne np. powłoki z niklu, cynku

Oczywiście wiele z nich pełni kilka funkcji naraz np. nikiel – dekoracyjno-ochronny lub chrom – dekoracyjno-techniczny.

2. Metody otrzymywania powłok metalicznych
(natryskiwanie cieplne, platerowanie, powlekanie zanurzeniowe, osadzanie elektrolityczne i chemiczne) - w jednym-dwóch zdaniach opisać każde z nich

Platerowanie- nakładanie na wyroby metalowe cienkich powłok z innych metali. Stosuje się w celu zabezpieczenia przed korozją, uzyskania specjalnych własności elektrycznych lub cieplnych. Nakładane metodą walcowania na gorąco

Osadzanie elektrolityczne- pokrywanie metalu stanowiącego katodę w procesie elektrolizy, jonami metalu zawartymi w elektrolicie i ulegającymi redukcji i formującymi powłokę, podczas przepływu prądu stałego przez elektrolit.

Osadzanie chemiczne- wytwarzanie powłok z metalu lub stopu w wyniku redukcji chemicznej w kąpielach lub przez natrysk na powierzchnię metali, na które trudno jest nałożyć powłoki elektrolitycznie z powodu złożonego kształtu pokrywanych powierzchni.

Natryskiwanie cieplne - Metoda natryskiwania cieplnego polega na stopieniu i rozpyleniu metalu powłokowego na drobne cząstki w specjalnym urządzeniu – palniku do natryskiwania, a następnie nadaniu im takiej prędkości przy wylocie z palnika, aby uderzając w pokrywaną powierzchnię miały energię wystarczającą do przyczepienia się do niej.

3. Ogniwa galwaniczne a elektroliza. - porównać, skonfrontować role i oznaczenia anody i katody.

Podstawowa różnica jest taka że ogniwo produkuje prąd, a elektroliza wymaga dostarczenia energii z zewnątrz. W elektrolizie K - A + , ogniwach odwrotnie ( K(+) A(-) ), ale zawsze na katodzie zachodzi redukcja, na anodzie utlenianie.

W ogniwie galwanicznym różnica potencjałów elektrycznych jest generowana przez reakcje chemiczną. Natomiast jeśli reakcja chemiczna nie przebiega samorzutnie lecz na skutek potencjałów pochodzącej z zewnętrznego źródła prądu, to mówimy o ogniwie elektrolitycznym.

POWŁOKI, CIENKIE WARSTWY:
1. Co to są filmy Langniura-Blodgett?

Filmy Langmuira-Blodgett – są to filmy osadzone na podłożu stałym , na przykład na szkle. Jeżeli płytkę szklaną zanurzymy do wody, na której powierzchni znajduje się np. stearynian baru i następnie ją wyciągniemy to na jej powierzchni zostanie film stearynianu baru. Powierzchnia stanie się hydrofobowa. Proces ten możemy powtórzyć kilkakrotnie otrzymując następne monowarstwy odpowiednio zorientowane, a powierzchnia będzie się zmieniać odpowiednio z hydrofobowej na hydrofilową. Tych monowastewek może być nawet sto, co stwierdzono poprzez pomiary interferencyjne. Przy grubszych filmach „wewnątrz” może być „nieuporządkowanie”

2.jaką budowę i własciwości muszą wykazywać związki zdolne do tworzenia warstw L-B?

Warstwy LB tworzone są przez cząsteczki amfifilowe. Do najprostszych i najbardziej znanych substancji amfifilowych należą kwasy tłuszczowe lub alkohole alifatyczne. Klasycznym przykładem substancji charakteryzującej się budową hydrofilowo-hydrofobową jest Kwas stearynowy.

Charakterystyczną cechą cząsteczek amfifilowych jest ich asymetria elektryczna, dlatego na granicy faz np. woda/powietrze orientują się w ściśle określony sposób:

fragmenty hydrofilowe – skierowane w kierunku wody

fragmenty hydrofobowe w kierunku fazy gazowej

-Aby związek znalazł zastosowanie w technice LB musi porządkować się na granicy faz tworząc ciekłą lub stałą fazę krystaliczną. Nie może ulec zatapianiu i nie powinien tworzyć micel w obrębie subfazy.

3. Budowa nanowarstwy samoorganizującej się. Sposoby jej otrzymywania-porównanie.

Porfirynowe materiały samoorganizujace się

• Porfiryny to organiczne związki heterocykliczne składające się z czterech pierścieni pirolowych, połączonych mostkami metinowymi =CH-.

• Pod względem budowy cząsteczki, wszystkie związki z tej grupy są pochodnymi najprostszej porfiryny zwanej po prostu porfiną

• Liniowa, porfirynowa matryca samoorganizuje się przez wiązanie wodorowe lub/i jonowe wiązania koordynacyjne na lipidowej, dwuwarstwowej membranie.

• Długość takiej zorganizowanej konstrukcji jest zależna od termodynamicznych i wewnątrzcząsteczkowych oddziaływań oraz od rozmiaru i fizyko-chemicznych właściwości dwuwarstwy.

• Uwodniony akceptor i donor elektronów są umieszczone po przeciwnych stronach membrany

SAM są nakładane na powierzchnię pokrytą warstwą złota, ponieważ wiążą się one z nią poprzez wiązanie Au-S gdzie siarka pochodzi od cząsteczek SAM, a łańcuchy węglowodorowe (alifatyczne nasycone przeważnie) układają się równolegle do siebie dzięki oddziaływaniom vdW, i moga być zakończone grupami funkcyjnymi w celu przyłączenia kolejnych warstw zmieniających właściwości powierzchni.

METALURGIA:
1. Roztwarzanie metali w roztworach kwasów i zasad. (reakcje)

1. woda

   1. litowce:

      1. 2M_(s) + 2H₂O_(c) -> 2M⁺_(aq) + 2OH^-_(aq)

      2. Z berylowców: beryl nie roztwarza się

      3. Magnez reaguje na gorąco

   2. Wodorotlenki

      1. Cynk, cyna i glin roztwarzają się z wydzieleniem wodoru (subst amfoteryczne) tworzą związki kompleksowe

      2. Zn + 2OH^- + H₂O -> [Zn(OH)₄]^2- + H₂

      3. Pozostałe metale tworzą sole

   3. Kwasy

      1. Kwasy nieutleniające

      2. M + kwas -> sól + H₂

      3. Al. + 6HCl -> 2AlCl₃ + 3H₂

      4. Wodór wypieray jest przez metale o ujemnym potencjale elektrycznym (nieszlachetne metale)

      5. Metale szlachetne roztwarzają się w roztworach silnych utleniaczy np. HNO₃ lub gorącym H₂SO₄

      6. Reakcje z kw. Utleniającymi

      7. 3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- -> 3Cu²⁺ +2NO + 4H₂O

      8. Roztwarzanie Au, Pt, Pd jedynie w wodzie królewskiej

      9. Pasywacja Be, Al., Cr w stęż HNO3

      10. Pasywacja Pb w stężonym H2SO4 i HCl

2.Proces wielkopiecowy: substraty i produkty, reakcje otrzymywania gazowych reduktorów, reakcje redukcji tlenków żelaza, reakcje otrzymywania ciekłego żużla, reakcje powstawania zanieczyszczeń w surówce

Proces wielkopiecowy-redukcja tlenków żelaza za pomocą węgla i tlenku węgla. Wprowadza się koks, wodę i topniki (dolomit, wapień) które tworzą ze złożem rudy łatwo topliwą mieszaninę krzemianów, wapnia, glinu, manganu zwaną żużlem. Koks spala się w strumieniu gorącego powietrza. Wytworzony CO₂ redukuje się z kolejnymi porcjami węgla dając CO.

Reakcje :

C + O₂ -> CO₂

CO₂ + C -> 2CO

3Fe₂O₃ + CO -> 2Fe₃O₄ + CO₂

Fe₃O₄ + CO -> 3FeO + CO₂
FeO + CO -> Fe + CO₂

FeO + C -> Fe + CO

Tworzenie gazowych reduktorów:

C + H₂O ->CO + H₂

C + CO₂ -> 2CO

2C + O₂ -> 2CO

Redukcja tlenków żelaza:

3CO + Fe₂O₃ ->2Fe + 3CO₂

3H₂ + Fe₂O₃ ->2Fe + H₂O

Tworzenie żużla:

CaCO₃ -> CaO + CO₂

6CaO + P₄O₁₀ -> 2Ca₃(PO₄)₂

Tworzenie zanieczyszczeń w żelazie

MnO + C -> Mn + CO

SiO₂ + 2C -> Si + 2CO

P₄O₁₀ + 10C ->4P + 10CO

Proces wielkopiecowy – proces prowadzony w wielkim piecu i obejmujący: doprowadzanie surowców (rud żelaza, koksu, topników) przez górną część pieca, wdmuciwanie od dołu gorącego powietrza i gazów spalinowych, redukcję tlenków żelaza do metalu, oddzielenie skały płonnej, spust surówki i żużla, odprowadzenie gazów wielkopiecowych.

3.. Otrzymywanie metalicznego glinu z boksytów

Otrzymywanie metalicznego glinu obejmuje przeróbkę rudy na tlenek glinu, a następnie tlenku glinu na metal. Przeróbka rudy boksytowej ma na celu przede wszystkim usunięcie zanieczyszczeń tlenkami żelaza i krzemionką.

W związaku z tym boksyt przeprowadza się w łatwo rozpuszczalny glinian sodu, z którego następnie strąca się np. pod działaniem gazowego CO2, krystaliczny wodorotlenek glinu przechodzący podczas prażenia w alfa-Al2O3.

Redukcję Al2O3, do metalicznego glinu przeprowadza się metodą Heraulta – Halla - elektrolizy jego roztworu w stopionym kriolicie, Na3AlF6, w temp. 1220K. Urządzenie do elektrolizy składa się z żelaznej wanny, której ścianki i dno, stanowiące katodę, są wyłożone masą węglową. Anoda w postaci bloków grafitowych zawieszona jest w stopie. Wydzielający się na katodzie stopiony glin, jako substancja o większej gęstości od elektrolitu, zbiera się na dnie wanny. Na anodzie wydziela się tlen, który reagując z grafitem daje mieszankę CO i CO2.

4.Wymień i scharakteryzuj podstawowe operacje procesów hydrometalurgicznych.

Ługowanie – proces transportu masy z fazy stałej do fazy ciekłej. Rodzaj ekstrakcji[1] prostej. Polega na wypłukiwaniu danej substancji z fazy stałej za pomocą rozpuszczalnika. Rozpuszczalnik dobiera się tak, aby z fazy stałej wymywana była albo pożądana substancja, albo zanieczyszczenia. Po zakończeniu ekstrakcji dokonuje się rozdziału roztworu i pozostałej fazy stałej np. przez dekantację lub sączenie.

Ekstrakcja rozpuszczalnikowa - roztwór po ługowaniu mieszany jest z rozpuszczalnikiem organicznym (nierozp. W wodzie) mieszanie faz i rozdzielanie fazy organicznej i wodnej. Następnie reekstrakcja do fazy wodnej. Otrzymana faza wodna jest czystym, stężonym roztworem zawierającym metal do dalszej przeróbki. Faza organiczna może być ponownie użyta do ekstrakcji.

Wytrącenie-

Suszenie-

1. Omów typy fotochemicznych reakcji pierwotnych: - fotoliza- fotoaddycja- fotoredoks- fotoizomeryzacja- fotopolimeryzacja

Fotoliza - rozpad 1 substancji po wpływem promieniowania na 2 ub więcej subst o odmiennych właciw. Fiz-chem. Zaliczamy tu takie jak fotorozszczepienie, fotodysocjacja, fotoeliminacja

Fotoaddycja – polega na fotoindukowanej syntezie nowej chemicznie substancji z 2 zawartych w warstwie fotoczułej substratów. Przeważnie jeden z nich ma w swojej strukturze wiązanie nienasycone, które są elementem podlegającym wzbudzeniu w wyniku adsorpcji promieniowania elekt-magnet. Do tego wzbudzonego fragm. Przyłączane są cząsteczki drugiego nie wzbudzonego fotochemicznie substratu dając nowy produkt o odmennych właściwościach. Np. w naturze

fotosynteza:

CO₂ + H₂O + hν + (chlorofil) ->O₂ + C6H₁₂O₆

Fotoredoks – zachodzą na skutel fotoindukowanego przeniesienia fotoelektronu z cząst. Będącej jego donorem lub akceptorem. Donor elektronu utlenia się, akceptor zaś ulega redukcji. Reakcją tym w wielu przypadkach towarzyszą skokowe zmiany właściwości optycznych lub elektrycznych. Zmiany tych właściwości umożliwiają detekcję zarejestrowanego obrazu.
Fotopolimeryzacja – Polimeryzacja pod wpływem wolnych rodników wytworzonych działaniem światła lub promieniowania nadfioletowego

Fotoizomeryzacja – reakcja polega na przemianie danego związku chemicznego w jego inny izomer pod wpływem światła. Zjawisko takie można zaobserwować dla barwników organicznych i innych związków absorbujących światło np. stilben czy azobenzen. Wykorzystywane jest ono do tworzenia optycznych nośników pamięci.

2. Wyjaśnij pojęcia:- obraz utajony- obraz negatywowy- obraz pozytywowy- obraz reliefowy- obraz wielotonalny i punktowy- materiały zdjęciowe i reprodukcyjne- materiały srebrowe i bezsrebrowe

obraz utajony

Obrazy dzielimyze względu na ich cechy strukturalne:

Wielotonalne – z wielu komór i przejścia między komorami są prawie niewidzialne

Punktowe –

Płaskie – zapis obrazu na warstwach pojawiają się zmiany

Reliefowe – elementy obrazu powstają ponad pow.

Płaski reliefowy możemy również podzielić ze względu na powstanie:

Negatywowy – wartości jasnośc (tonów) są odwrotne niż na zarejestrowanym oryginale

Pozytywowy – wartości tonalne odpowiadają oryginałowi

Podział ze względu na stosowane materiały:

Srebrowe- wykorzystywanie światłoczułości srebra

Bezsrebrowe – wykorzystują promienioczułość związków org i nieorg.

3. W oparciu o reakcje chemiczne przedstaw po 3 przykłady obrazowania na nieorganicznych i organicznych materiałach promienioczułych.

CIEKŁE KRYSZTAŁY
. Pytania podał bardzo ogólne, ale generalnie może być coś w stylu:
1) z czego są zbudowane 
2) jakie jest ułożenie tych związków
3) podział i czym się różnią 
4) podstawowe właściwości

Ciekłe kryształy są to ciecze anizotropowe, których właściwościami można sterować. Charakteryzują się własnościami zbliżonymi do cieczy gdzie brak sztywnej sieci krystalicznej powoduje brak sprężystości kształtu i umożliwia płynięcie. Mają jednak zwykle znaczną lepkość. Ciekłe kryształy jednocześnie posiadają strukturalne własności ciał stałych.
5) co się w nich zmienia pod wpływem działania temperatury (z jakiej postaci do jakiej przechodzą)

Nazwą ciekłe kryształy określa się substancje (zazwyczaj organiczne) znajdujące się w tzw. stanie ciekłokrystalicznym. Stan ten wyróżnia połączenie typowej cechy cieczy, jaką jest płynność, ze swego rodzaju uporządkowaniem dalekiego zasięgu — typowym dla struktur krystalicznych.

stan ciekłokrystaliczny występuje w charakterystycznym dla danej substancji zakresie temperatur. Gdy temperatura jest niższa, substancja zestala się, przechodząc w stan krystaliczny, gdy temperatura zaś jest wyższa, przechodzi w stan ciekły (normalny), czyli staje się cieczą izotropową(W temperaturze 391 K zmieniają fazę ze stałej i przechodzą w fazę nematyczną, a w temperaturze 408 K przechodzą do postaci cieczy).

Cząsteczki substancji ciekłokrystalicznych mają wydłużony kształt, a ich rozmieszczenie przestrzenne, decydujące o właściwościach fizycznych, jest kryterium podziału ciekłych kryształów na trzy zasadnicze typy:

nematyczny, smektyczny, cholesteryczny.

• Nematyczny N: wszystkie molekuły są w przybliżeniu wzajemnie równoległe. Nematyk jest optycznie jednoosiowy, dodatni;

nematyczny N* (cholesteryk): molekuły chiralne są ułożone warstwami jak kartki w książce, w każdej warstwie są wzajemnie równoległe a wersor kierunkowy w każdej kolejnej warstwie zmienia kierunek o tę samą wartość.

Cholesteryk N* jest jednoosiowy i aktywny optycznie;

smektyczny S: molekuły są ułożone w warstwy. Najwyższy stopień uporządkowania cząsteczek cechuje fazę smektyczną, składającą się ze ściśle równoległych cząsteczek, ułożonych w przylegające warstwy.

W fazie nematycznej, liniowe cząsteczki są ułożone równolegle, wszystkie w tym samym kierunku. Faza cholesterolowa cechuje się równoległym ułożeniem cząsteczek w warstwach przesuniętych względem siebie o pewien kąt, co nadaje jej kształt śrubowy.

• Ciekłe kryształy najczęściej stosuje się w postaci cienkiej warstwy umieszczonej między dwiema płaszczyznami. Oddziaływania powierzchniowe między cząsteczkami ciekłego kryształu a materiałem elektrod powodują powstanie określonej tekstury molekularnej w warstwie ciekłokrystalicznej. Spośród wielu znanych tekstur molekularnych ciekłych kryształów najważniejsze są: tekstura planarna i tekstura homeotropowa.

Właściwości optyczne: aktywność optyczna, silne selektywne odbicie światła od struktur i tekstur aktywnych optycznie o Zastosowanie: pamięci komputerowe, termografia, medycyna, ciepłownictwo, żaluzje ciekłokrystaliczne, papier elektroniczny

ŚWIATŁOWODY

1. Opisz proces elektrolitycznego otrzymywania glinu metodą Heraulta - Halla. Narysuj schemat elektrolizera.

Metoda polega na redukcji elektrolitycznej tlenku glinu w stopionym kriolicie w temperaturze ok. 1220K. Elektroliza przebiega w stanowiącej katodę żelaznej wannie wyścielonej masą węglową. Anodę stanowią grafitowe bloki zawieszone w elektrolicie. Gęstszy od kriolitu wydzielający się glin opada na dno. Na anodzie wywiązuje się tlen, który reaguje z anodą grafitową dając mieszaninę CO i CO₂.

MATERIAŁY PROMIENIOCZUŁE

Fotochemia - dział chemii zajmujący się reakcjami zachodzącymi pod wpływem promieniowania

Prawo Grotthusa-Drapera - tylko energia pochłonięta MOŻE powodować reakcję fotochemiczną. Pozostała energia nie bierze udziału w reakcji.

Czułość ogólna [cm²/J] - czułość na określony zakres promieniowania elektromagnetycznego (odwrotność energii ekspozycji)

Zdolność rozdzielcza - zdolność rejestrowania określonej liczby linii na 1mm materiału, które na siebie nie zachodzą (są rozróżnialne)

Czułość spektralna:

Barwoczułość - czułość na wybrane zakresy światła białego lub całe światło

Ogólnie - czułość materiału na pewien zakres promieniowania

Obraz utajony - trwałe zmiany w warstwie promienioczułej halogenku srebra powstałe pod wpływem promieniowania

PRZYKŁADY SUBSTANCJI ZNAJDUJĄCYCH ZASTOSOWANIE W OBRAZOWANIU:

kwas akrylowy

kwas cynamonowy kwas truksylowy

tetraborometan indol

barwniki diazoniowe

1. Czym się różnią polimery amorficzne od semikrystalicznych?

POLIMERY: amorficzne- mają skłębione bezpostaciowe struktury, brak uporządkowania dalekiego zasięgu, lepkosprężyste, w niskiej temperaturze są twarde i kruche, powyżej temperatury zeszklenia przechodzą w stan elastyczny, a w bardzo wysokiej temperaturze są cieczami. np. pvc semikrystaliczne- mają uporządkowania dalekiego zasięgu, ich struktura nie jest nigdy w 100% skrystalizowana, najszybciej krystalizują polimery, które w swojej strukturze nie mają zbyt wielu rozgałęzień i mają prostą budowę. Im bardziej skomplikowana budowa tym krystalizacja zachodzi wolniej i trudniej.