Den krystallinske struktur af metaller. Krystalgitteret af metaller

En af de mest almindelige materialer, som altid har foretrukket at arbejde folk var metal. I enhver alder præference for forskellige former for disse fantastiske stoffer. Således, IV-III årtusinde f.Kr. anses halkolita århundrede, eller kobber. Senere blev han erstattet af bronze, og derefter træde i kraft en, der den dag i dag er relevant - jern.

I dag overhovedet vanskeligt at forestille sig, at der på et tidspunkt var det muligt at undvære metalprodukter, for stort set alt fra husholdningsartikler, medicinske instrumenter og slutter med tunge og lette udstyr består af dette materiale, eller omfatter i sit medlemskab af de enkelte dele af den. Hvorfor er metal formået at vinde en sådan popularitet? Hvad er særligt åbenbar, og hvordan det er indarbejdet i deres struktur, så prøv at finde ud af på.

Det generelle begreb metaller

"Kemi Grade 9" - en lærebog, hvor de studerende trænes. Det er her, metaller studeres i detaljer. Behandling af deres fysiske og kemiske egenskaber ved et stort kapitel er dedikeret, som mangfoldigheden af deres ekstremt høje.

Det er fra denne alder anbefale at give børn en idé om disse atomer og deres egenskaber, fordi teenagere allerede kan helt forstå værdien af en sådan viden. De ser, at mangfoldigheden omkringliggende objekter, maskiner og andre ting er baseret på netop karakteren af metallet.

Hvad er det metal? I form af kemi, ifølge atomerne foretaget, er dem, der er:

• lille antal elektroner på den yderste niveau;
• udviser stærke reducerende egenskaber;
• har stor atomradius;
• som en simpel stof har en række specifikke fysiske egenskaber.

Grundlag af viden om disse stoffer kan opnås ved at betragte den atomare krystalstruktur af metaller. At det forklarer alle de funktioner og egenskaber af forbindelserne.

I det periodiske system metaller fjernede det meste af hele tabellen, fordi de udgør en undergruppe af alle siden og toppen af den første til den tredje gruppe. Derfor er deres numeriske overlegenhed er indlysende. De mest almindelige er:

• calcium;
• natrium;
• titan;
• jern;
• magnesium;
• aluminium;
• kalium.

Alle metaller har en række egenskaber, der tillader dig at kombinere dem til én stor gruppe af stoffer. Til gengæld er disse egenskaber forklares ved krystalstrukturen af metaller.

egenskaber af metaller

De specifikke egenskaber af de pågældende stoffer omfatter følgende.

1. Metallisk glans. Alle repræsentanter for simple stoffer besidder dem, og størstedelen af den samme sølvfarvede-hvid farve. Kun nogle få (guld, kobber og legeringer) er forskellige.
2. Formbarhed og duktilitet - evnen til at deformere og komme sig nemt nok. Forskellige repræsentanter udtrykt i forskellige grader.
3. Den elektriske ledningsevne og varmeledningsevne - en af de grundlæggende egenskaber, der bestemmer anvendelsesområdet af metallet og dets legeringer.

Den krystallinske struktur af metaller og legeringer, forklarer årsagen til de enkelte udpegede egenskaber og indikerer sværhedsgraden af hvert enkelt repræsentant. Hvis du kender de funktioner af en sådan struktur, det er muligt at påvirke egenskaberne af prøven og justere den til den ønskede indstillinger, som er, hvad borgerne i mange årtier.

Atomar krystallinsk struktur af metaller

Så hvad er denne struktur, karakteriseret ved hvad? Selve navnet siger, at alle metaller er krystaller i fast tilstand, det vil sige, under normale forhold (undtagen kviksølv, som er en væske). Og hvad er krystal?

Denne konventionelle grafisk billede konstrueret ved skæringspunktet mellem imaginære linier gennem atomer, som bygger krop. Med andre ord, hver består af metalatomer. De er placeret i det ikke er kaotisk, og meget korrekt og konsekvent. Så hvis du mentalt forbinde alle disse partikler i en enkelt struktur, får du en smuk billede af en regelmæssig geometrisk legeme enhver form.

Dette kaldes metallet krystalgitteret. Det er meget kompliceret, og den plads volumen, så at forenkle show ikke det hele, men kun en del af enheden celle. Indsamlingen af sådanne celler samledes og afspejles i tredimensionelt rum, og danner et krystalgitter. Kemi, fysik og metallurgi - en videnskab, der beskæftiger sig med studiet af de strukturelle træk ved sådanne strukturer.

Enhedscellen selv - er et sæt af atomer, der er arrangeret i en vis afstand fra hinanden og koordinere runde selv strengt fast antal andre partikler. Det er kendetegnet ved pakningstætheden er afstanden mellem de indgående strukturer, koordinationstallet. Generelt var alle disse parametre er karakteristiske for krystallet og repræsenterer derfor og udviser egenskaberne af metallet.

Der findes flere typer af krystalgitre. Det kombinerer dem alle en anden funktion - knudepunkterne er atomer, og er placeret inde i elektrongas sky, som er dannet af de frie elektroner inden i krystallen.

Typer af krystalgitre

Fjorten varianter gitterstruktur gjort kombineret i tre hovedtyper. De er som følger:

1. Bcc.
2. Hep.
3. Face-centreret kubisk.

Den krystallinske struktur af metaller er kun blevet undersøgt gennem elektronmikroskopi, da det blev muligt at fremstille store stigninger i billedet. En klassifikation af de typer af gitre for første gang førte den franske videnskabsmand Brava, hvor de kaldes undertiden navne.

Krop-centreret gitter

Strukturen af metalgitteret af denne type repræsenterer den følgende struktur. Dette er en terning, hvis knudepunkter er otte atomer. En anden er placeret i midten af det frie indre rum af cellen, hvilket forklarer navnet "krop-centreret".

Dette er en af varianterne af den mest simple struktur af enhedscellen og dermed gitteret som helhed. Denne type har følgende metaller:

• molybdæn;
• vanadium;
• krom;
• mangan;
• alpha-jern;
• beta-jern og andre.

De vigtigste egenskaber af disse repræsentanter - en høj grad af formbarhed og duktilitet, hårdhed og holdbarhed.

fladecentreret gitter

Krystalstrukturen af metal med en fladecentreret kubisk gitter, er følgende struktur. Denne terning, som omfatter i sine medlemskab fjorten atomer. Otte af dem danner knudepunkter, og seks er placeret en på hver side.

De har en lignende struktur:

• aluminium;
• nikkel;
• bly;
• gamma-jern;
• kobber.

Primært de elementer - skinne anden farve, lethed, styrke, sejhed, høj modstandsdygtighed over for korrosion.

sekskantede gitter

Krystalstrukturen af metaller med denne type rist følgende. I hjertet af enheden celle er sekskantet prisme. I dets knudepunkter beliggende 12 atomer, to af de baser og tre atomer frit ligge i rummet i midten af strukturen. Kun sytten atomer.

Sådan en kompleks konfiguration er metaller, såsom:

• alfa titan;
• magnesium;
• alfa-kobolt;
• zink.

Hovedegenskaber: - høj styrke, stærk sølv Shine.

Defekter krystallinsk metalstruktur

alle de ovennævnte typer af celler, kan dog have naturlige defekter, eller såkaldte defekter. Dette kan skyldes forskellige årsager: de fremmede atomer og urenheder i metaller og andre ydre påvirkninger.

Derfor er der en klassificering, der afspejler de mangler, der kan have krystalgitre. Kemi videnskabsstudier hver af dem til at identificere årsagerne og retsmidler til materialeegenskaber blev ikke ændret. Således følgende fejl.

1. Point. De kommer i tre hovedtyper: stillingsopslag urenheder atomer eller forvredet. Medføre en forringelse af de magnetiske egenskaber af metallet, dets elektrisk og termisk ledningsevne.
2. Lineær eller dislokation. Tildele kant og skrue. Forringe styrken og kvaliteten af materialet.
3. Surface defekter. Påvirke udseendet og strukturen af metaller.

I øjeblikket er der udviklet metoder til at eliminere fejl og for at opnå rene krystaller. Men er det ikke muligt at udrydde dem, betyder det ideelle krystalgitter ikke eksisterer.

Værdien af viden om den krystallinske struktur af metaller

Af det foregående materiale er det klart, at viden om den fine struktur og strukturen gør det muligt at forudsige egenskaberne af materialet og til at påvirke dem. Og det giver dig mulighed for at gøre videnskaben om kemi. Grade 9 gymnasier gør læringsprocessen fokuserer på, hvad de studerende til at danne en klar forestilling om, hvor vigtigt det fundamentale logiske kæde: sammensætning - struktur - egenskaber - ansøgning.

For oplysninger om den krystallinske struktur af metaller er meget tydeligt illustrerer dette forhold og gør det muligt for læreren til klart at forklare og vise børnene, hvor vigtigt det er at kende den fine struktur til korrekt og effektivt at bruge alle de egenskaber.