Structura cristalină a metalelor. Rețeaua cristalină a metalelor

Unul dintre materialele cele mai comune, care a preferat întotdeauna să lucreze oameni a fost de metal. În fiecare preferință de vârstă pentru diferite tipuri de aceste substanțe uimitoare. Astfel, IV-III mileniu î.Hr. considerat secolul halkolita sau cupru. Mai târziu, el a fost înlocuit de bronz, și apoi intră în vigoare una care la această zi este relevantă - fier.

Astăzi, la toate greu de imaginat că la un moment dat a fost posibil să se renunțe la produsele din metal, pentru aproape orice, de la articole de uz casnic, instrumente medicale și terminând cu echipamente grele și ușoare este compus din acest material, sau include, în calitatea sa de membru părțile individuale ale acesteia. De ce este de metal a reușit să câștige o astfel de popularitate? Ceea ce este deosebit de evidentă și modul în care este încorporat în structura lor, încercați să dau seama pe.

Noțiunea generală de metale

„Grad de Chimie 9.“ - acesta este un manual, care implică elevii de învățare. Acest lucru este în cazul în care metalele sunt studiate în detaliu. Luarea în considerare a proprietăților lor fizice și chimice ale unui mare capitol este dedicat, ca diversitatea lor extrem de mare.

Este de la această vârstă recomanda oferind copiilor o idee despre aceste atomi și proprietățile lor, pentru că adolescenții deja pot aprecia destul de valoarea unei astfel de cunoștințe. Ei văd că diversitatea obiectelor, mașini și alte lucruri din jur se bazează doar pe natura metalului.

Ce este metalul? În ceea ce privește chimia, în conformitate cu atomii realizate sunt cele care sunt:

• număr mic de electroni la nivel exterior;
• prezintă proprietăți puternice reducătoare;
• au o rază atomică mare;
• ca substanță simplă au o serie de proprietăți fizice specifice.

Baza de cunoștințe cu privire la aceste substanțe pot fi obținute prin considerarea structurii cristaline atomice a metalelor. Asta explică toate caracteristicile și proprietățile compușilor.

În sistemul periodic metalele îndepărtat majoritatea întregul tabel, deoarece ele formează un subgrup de toate partea de sus și de la primul la al treilea grup. Prin urmare, superioritatea lor numerică este evidentă. Cele mai frecvente sunt:

• calciu;
• sodiu;
• titan;
• fier;
• magneziu;
• aluminiu;
• potasiu.

Toate metalele au o serie de proprietăți care vă permit să le combinați într-un mare grup de substanțe. La rândul lor, aceste proprietăți sunt explicate prin structura cristalină a metalelor.

Proprietățile metalelor

Proprietățile specifice ale substanțelor respective includ următoarele.

1. luciu metalic. Toți reprezentanții substanțelor simple , le posedă, iar majoritatea de aceeași culoare alb-argintie. Doar câteva (aur, cupru și aliaje) diferă.
2. Maleabilitate și ductilitate - capacitatea de a se deforma și de a recupera destul de ușor. Diferite reprezentanți exprimate în grade diferite.
3. Conductivitatea electrică și conductivitatea termică - una dintre proprietățile de bază care determină domeniul de aplicare al metalului și a aliajelor sale.

Structura cristalină a metalelor și aliajelor, explică motivul pentru fiecare dintre proprietățile desemnate și indică gravitatea fiecărui reprezentant special. Dacă știți caracteristicile unei astfel de structuri, este posibil să se influențeze proprietățile eșantionului și reglați-l la setările dorite, care este ceea ce oamenii de mai multe decenii.

Structura atomica-cristalina a metalelor

Deci, ce este această structură, caracterizată prin ce? Numele în sine spune că toate metalele sunt cristale în stare solidă, adică, în condiții normale (cu excepția mercurului, care este un lichid). Și ce este cristalul?

Această imagine grafică convențională construită prin intersecția liniilor imaginare prin atomi care construiesc corpul. Cu alte cuvinte, fiecare compus din atomi de metal. Acestea sunt situate în ea nu este haotic, și foarte corect și consecvent. Deci, dacă vă conectați mental toate aceste particule într-o singură structură, veți obține o imagine frumoasă a unui corp geometric regulat al oricărei forme.

Aceasta se numește rețeaua cristalină de metal. Este foarte complicat și volumul de spațiu, astfel încât pentru a simplifica spectacol nu toată, ci doar o parte a celulei unitate. Colectarea unor astfel de celule adunate împreună și reflectate în spațiul tridimensional, și formează o rețea cristalină. Chimie, fizică și metalurgie - o știință care se ocupă cu studiul caracteristicilor structurale ale unor astfel de structuri.

Celula unitate in sine - este un set de atomi care sunt aranjate la o anumită distanță unul față de celălalt și să coordoneze rundă sine număr strict fix de alte particule. Aceasta se caracterizează prin densitatea de ambalare, distanța dintre structurile componente, numărul de coordonare. În general, toți acești parametri sunt caracteristice cristalului și, prin urmare, reprezintă și prezintă proprietățile metalului.

Există mai multe tipuri de barilor de cristal. Acesta le combină toate o altă caracteristică - nodurile sunt atomi, și este situat în interiorul norului de gaz de electroni, care este format prin mișcarea liberă a electronilor în interiorul cristalului.

Tipuri barilor de cristal

Paisprezece variante structura cu zăbrele a făcut combinate în trei tipuri principale. Acestea sunt după cum urmează:

1. Bcc.
2. HEP.
3. Cubice cu fețe centrate.

Structura cristalină a metalelor a fost studiat doar prin microscopie electronică, atunci când a devenit posibil să se producă creșteri mari în imagine. O clasificare a tipurilor de grile pentru prima dată, a condus omul de știință francez Brava, în care acestea sunt numite uneori nume.

grilaj centrată pe corp

Structura grilajului metalică a acestui tip reprezintă următoarea structură. Acesta este un cub ale cărui noduri sunt opt atomi. Un alt aspect este situat în centrul spațiului interior liber al celulei, ceea ce explică numele de „corp-centrat“.

Aceasta este una dintre variantele de structura cea mai simpla a celulei unitate, și, prin urmare zăbrele în ansamblu. Acest tip are următoarele metale:

• molibden;
• vanadiu;
• crom;
• mangan;
• alfa-fier;
• beta-fier și altele.

Principalele proprietăți ale acestor reprezentanți - un grad ridicat de maleabilitate și ductilitate, duritate și durabilitate.

grilaj centrată pe față

Structura cristalului de metal având o rețea cubică cu fețe centrate, este următoarea structură. Acest cub, care include în sale atomi de membru paisprezece. Opt dintre ele care formează nodurile zăbrele, și șase sunt situate una pe fiecare parte.

Acestea au o structură similară:

• aluminiu;
• nichel;
• plumb;
• gamma-fier;
• cupru.

Principalele caracteristici distinctive - strălucire diferite culori, luminozitate, rezistență, ductilitate, rezistență ridicată la coroziune.

zăbrele hexagonale

Structura cristalină a metalelor cu acest tip de următorul grilaj. În centrul celulei unitate este prismă hexagonală. În nodurile sale situate la 12 atomi, două dintre bazele și trei atomi liber se află în interiorul spațiului în centrul structurii. Doar șaptesprezece atomi.

O astfel de configurație complexă sunt metale, cum ar fi:

• alfa titan;
• magneziu;
• alfa-cobalt;
• zinc.

Caracteristici principale - de înaltă rezistență, shine puternic de argint.

Defecte de structură metalică cristalină

Cu toate acestea, toate tipurile de mai sus de celule pot avea defecte naturale, sau așa-numitele defecte. Acest lucru se poate datora diferite motive: atomii străini și impuritățile din metale și alte influențe exterioare.

Prin urmare, există o clasificare care reflectă defectele care pot avea barilor de cristal. Studiile științifice chimie fiecare dintre ele pentru a identifica cauzele și căile de atac proprietăților materialului nu au fost modificate. Astfel, următoarele defecte.

1. Punct. Ei vin în trei tipuri principale: atomi de post vacant impuritate sau dislocat. Duce la o deteriorare a proprietăților magnetice ale metalului, conductivitatea electrică și termică.
2. Liniar, sau dislocarea. Aloca margine și șurub. Degradeze puterea și calitatea materialului.
3. defecte de suprafață. Afectează aspectul și structura metalelor.

În prezent, metode au fost dezvoltate pentru a elimina defectele și pentru a obține cristale pure. Cu toate acestea, nu este posibil de a le eradica, rețeaua cristalină ideală nu există.

Valoarea cunoașterii structurii cristaline a metalelor

Din materialul de mai sus, este clar că cunoașterea structurii fine și structura permite să prezică proprietățile materialului și să le influențeze. Și vă permite să facă știința chimiei. Gradul 9 școlile secundare face ca procesul de învățare se concentrează pe ceea ce elevii pentru a forma o noțiune clară a importanței lanțului logic fundamental: compozitie - structura - proprietati - aplicatie.

Pentru informații despre structura cristalină a metalelor este ilustrează foarte clar această relație și permite profesorului să explice în mod clar și să arate copiilor cât de important este să se cunoască structura fină de a utiliza în mod corect și eficient toate proprietățile.