 |
1.Типы связей в твердых телах.
|
|
|
|
1. Типы связей в твердых телах.
в тв телах – 4 типа связи: металлич, ковалентная, ионная, остаточную (Ван-дер –Ваальса ).
Метал связь хар-ет тв агрег состояние и специфику св-в Ме. Она имеет ненаправленный хар-р, насыщенна и нелокализованна. Её сила сопостовима с теплотой сублимации(испарение Ме). Коллективизированные валентные электроны созд отриц заряд, равномерно распределённый в межионном пр-ве и прочно стягивающий положительно заряжён ионы Ме.
Ковалентная связь (хим связь) возник в рез –те перекрытия электронов валентных в пр-ве м/у атомами, хар-ся наличием общей электронной пары с антипараллельными спинами.
Ионная связь. Она может существовать и в молекулах и кристаллах.
Каждый ион стремится окружить себя Max кол-вом ионов противоположного знака, их кол-во опр-ся размерами иона, а не их валентностью.
3)Силы Ван-дер-Ваальса возник м/у нейтральными частицами т. е. диполями, а также м/у атомамии пов-тью кр-ла, имеет электрическую природу.
1)молекулы могут обладать собственным дипольным моментом.
2)молекулы могут поляризоваться под воздействием окруж молекул.
3)в рез-те временного смещения центра тяжести даже у нейтрального атома может появиться дисперсный дипольный момент
Остаточные связи ненасыщаемы и не направленны. И благодаря им существуют молек кр-лы. Связь Ван-дер-Ваальса очень слабая. Строго разделить кр-лы по природе связи невозможно.
2. Атомно-кристаллическое строение металла.
Металлы, описываемые пространственной кристаллической решеткой, под которой понимают наименший комплекс атомов, при многократной трансляции которых по всем направлениям воспроизводится пространственная кристаллическая решетка.
|
|
|
В узлах кристаллической решетки располагаются атомы.
Пространственную кристаллическую решетку легче всего представить в виде элементарной кристаллической ячейки. Ячейка – это та часть решетки, при многократной трансляции которой она и воспроизводится.
Три основные вектора элементарной ячейки называются трансляционными плоскими осевыми единицами.
Абсолютная величина трансляции – это период кристаллической решетки.
Период кристаллической решетки измеряют в анкстреммах
1А=10-8 см или в кХ (килоиксах), так называемых кристаллографических анкстреммах.
1кХ=1, 00202 А
На одну элементарную ячейку приходится различное количество атомов; при чем атомы занимают определенные места в ячейке.
В зависимости от расположения атомов в ячейке различают простые, кубические, объемно-центрированные кубические, гранецентрированные кубические, гексагональные решетки.
1. Простая решетка представляется в виде куба, в узлах которой располагаются атомы.
Простейшая решетка описывается одним параметром, которым является ребро куба а.
2. Объемно-центрированная кубическая решетка (ОЦК) представляет собой также куб, внутри которого дополнительно расположен еще один атом.
Параметры решетки определяются длиной ребра куба а.
3. Гранецентрированная кубическая решетка (ГЦК) представляет собой куб, В центре каждой грани которого расположены дополнительно по одному атому.
4. Гексагональная плотно упакованная решетка. В отличие от кубической характеризуется двумя параметрами а и с.
В случае, если отношение с/а=1, 666, то решетка считается плотноупакованной, а иначе – неплотно упакованной.
Примеры:
ОЦК – вольфрам, молибден, железо Fea;
ГЦК – алюминий, медь, никель, железо Feg;
ГПУ – бериллий ….
Некоторые металлы, например индий, имеют тетрагональную решетку.
Свойства металлов при прочих равных условиях определяются типом кристаллической решётки, т. е. количеством атомов, приходящихся на одну элементарную ячейку. На простую ячейку приходит с один полный атом.
|
|
|
На ОЦК ячейку приходится два атома: один атом вносится атомом и один принадлежит только этой ячейке.
Для ВЦК на одну ячейку приходится четыре атома.
Плотность кристаллической решетки определяется, так называемым координатным числом. Под координатным числом понимается число атомов, находящихся на кратчайшем расстоянии от данного атома. Для ОЦК решетки К=8, для ГЦК – К=12 и для ГПУ – К=12.
От величины координатного числа зависит компактность (плотность укладки) кристаллической решетки. Так в простой кристаллической решетки плотность укладки атомов в ячейке составляет менее 50%. В ОЦК – 50%, в решетках с координатным числом 12 – порядка 75%.
3. Кристаллографические обозначения атомов, плоскостей и направлений.
Под кристаллографическими плоскостями понимается 3 целых взаимно простых числа обратно пропорциональных числу осевых единиц, отсекаемых данной плоскостью по координатным осям x, y, z.
ABCD (100), AFKB (001), BKLD (010)
Под индексами кристаллографических плоскостей и направлений было вызвано потребностью объяснить зависимость свойств металлов от направлений кристаллографических плоскостей. Иными словами, дать объяснение с точки зрения техники понятие влияния анизотропии.
По различным направлениям в кристалле располагаются различные количества атомов: физические, химические, механические при прочих равных условиях и определяются числом атомов, расположенным в данном направлении; чем больше количество атомов расположено в данном направлении, тем выше уровень свойств.
|
|
|
