Den krystallinske struktur av metaller. Krystallgitteret av metaller

En av de vanligste materialene, som alltid har foretrukket å jobbe mennesker var metall. I hver alders preferanse for ulike typer av disse fantastiske stoffene. Således IV-III tusen BC betraktes halkolita århundre, eller kobber. Senere ble han erstattet av bronse, og deretter tre i kraft som den dag i dag er relevant - jern.

I dag i det hele tatt vanskelig å forestille seg at en gang var det mulig å dispensere med metallprodukter, for nesten alt fra husholdningsartikler, medisinske instrumenter og slutter med tung og lysutstyr er sammensatt av dette materialet, eller har i sitt medlemskap de enkelte deler av den. Hvorfor er metall klart å få en slik popularitet? Hva er spesielt manifest og hvordan den er innlemmet i sin struktur, prøve å finne ut av.

Den generelle oppfatningen av metaller

"Kjemi Grade 9." - dette er en lærebok, som innebærer elevene lærer. Det er der metallene er studert i detalj. Betraktning av deres fysiske og kjemiske egenskaper av et stort kapittel er dedikert, som mangfoldet av deres ekstremt høye.

Det er fra denne alders anbefale å gi barn en ide om disse atomer og deres egenskaper, fordi tenåringer allerede ganske kan sette pris på verdien av slik kunnskap. De ser at mangfoldet rundt objekter, maskiner og andre ting er basert på bare natur metallet.

Hva er metal? Når det gjelder kjemien, i henhold til atomene laget er de som er:

• lite antall av elektroner på den ytterste nivå;
• oppviser sterke reduksjons egenskaper;
• har stor atomradius;
• som en enkel substans har et antall spesifikke fysikalske egenskaper.

Basert på kunnskap om disse stoffene kan oppnås ved å betrakte den atomkrystallstruktur av metaller. Det forklarer den alle funksjoner og egenskaper for forbindelsene.

I det periodiske system metaller fjernes mesteparten av hele tabellen, fordi de danner en undergruppe av alle siden og toppen av den første til den tredje gruppen. Derfor er deres numeriske overlegenhet opplagt. De vanligste er:

• kalsium;
• natrium;
• titan;
• jern,
• magnesium;
• aluminium;
• kalium.

Alle metaller har en rekke egenskaper som gjør at du kan kombinere dem i en stor gruppe stoffer. I sin tur, blir disse egenskapene forklart av krystallstrukturen av metaller.

egenskaper av metaller

De spesifikke egenskaper for de aktuelle stoffene inneholder følgende.

1. Metallisk glans. Alle representanter for enkle stoffer har dem, og de fleste av de samme sølv-hvit farge. Bare noen få (gull, kobber og legeringer) forskjellig.
2. Malleability og duktilitet - evnen til å deformere og gjenopprette lett nok. Ulike representanter uttrykt i ulike grader.
3. Den elektriske ledningsevne og termisk ledningsevne - en av de grunnleggende egenskaper som bestemmer anvendelsesområdet for metallet og dets legeringer.

Den krystallinske struktur av metaller og legeringer, forklarer grunnen for hver av de angitte egenskaper, og indikerer alvorlighetsgraden av det enkelte representative. Hvis du kjenner egenskapene til en slik struktur, er det mulig å påvirke egenskapene til prøven og justere den til ønsket innstilling, som er hva folk i mange tiår.

Atomic-krystallinsk struktur av metaller

Så hva er denne strukturen, preget av hva? Selve navnet sier at alle metallene er krystaller i fast tilstand, det vil si under normale betingelser (bortsett fra kvikksølv, som er en væske). Og hva er krystall?

Denne konvensjonelle grafisk bilde konstruert ved skjæringspunktet av tenkte linjer gjennom atomer som bygger legeme. Med andre ord, hvert bestående av metallatomer. De ligger i det er ikke kaotisk, og veldig riktig og konsekvent. Så, hvis du mentalt koble alle disse partiklene i en enkel struktur, får du et vakkert bilde av en vanlig geometrisk legeme av enhver form.

Dette kalles metallet krystallgitteret. Det er veldig komplisert og plassen volum, så for å forenkle viser ikke alt, men bare en del av enhetscellen. Samlingen av slike celler samlet og reflekteres i den tre-dimensjonale rommet, og danner et krystallgitter. Kjemi, fysikk og metallurgi - en vitenskap som omhandler studiet av de strukturelle trekk ved slike strukturer.

Enhetscellen i seg selv - er et sett av atomer som er ordnet i en viss avstand fra hverandre og koordinere rundt seg selv strengt fiksert antall av andre partikler. Den er karakterisert ved at pakningstettheten er avstanden mellom komponentstrukturer, koordinasjonstallet. Generelt er alle disse parametere er karakteristiske for krystall og representerer derfor og innehar egenskapene til metallet.

Det finnes flere typer av krystall innhegninger. Den kombinerer dem alle et annet trekk - nodene er atomer, og er plassert inne i den elektron-gass-skyen som er dannet av den frie bevegelighet av elektronene i krystallet.

Typer av krystall innhegninger

Fjorten varianter gitterkonstruksjoner utført kombinert i tre hovedtyper. De er som følger:

1. Bcc.
2. Hep.
3. Kubisk flatesentrert.

Den krystallinske struktur for metaller er kun undersøkt ved elektronmikroskopi, da det ble mulig å fremstille store økninger i bildet. En klassifisering av de typer nett for første gang ledet den franske vitenskapsmannen Brava, hvor de kalles navn.

Kroppssentrert gitter

Strukturen av metallet gitter av denne type representerer den følgende struktur. Dette er en kubus som har noder er åtte atomer. En annen ligger i sentrum av den frie interne plass i cellen, noe som forklarer navnet "body-sentrert".

Dette er en av de varianter av den mest enkle strukturen av enhetscellen, og følgelig gitteret som et hele. Denne typen har følgende metaller:

• molybden;
• vanadium;
• krom;
• mangan;
• alfa-jern;
• beta-jern og andre.

De viktigste egenskaper hos disse representanter - en høy grad av smibarhet og duktilitet, hardhet og slitestyrke.

flatesentrert gitter

Krystallstruktur av metall som har en kubisk flatesentrert gitter, er den følgende struktur. Denne kube, som inkluderer i sine medlems fjorten atomer. Åtte av dem danner gitter noder, og seks er plassert en på hver side.

De har en lignende struktur:

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

De viktigste særtrekk - skinne forskjellig farge, letthet, styrke, seighet, høy motstand mot korrosjon.

heksagonale gitter

Krystallstrukturen til metaller med denne type rist følgende. I hjertet av enhetscellen er sekskantet prisme. I sine noder som ligger 12 atomer, to av fotstykkene og tre atomer fritt ligge innenfor den plass i midten av strukturen. Bare sytten atomer.

En slik kompleks konfigurasjon er metaller som for eksempel:

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

Hovedtrekk - høy styrke, sterk sølv glans.

Defekter krystallinsk metall struktur

Imidlertid kan alle de ovennevnte typer av celler som har naturlige defekter, eller såkalte defekter. Dette kan være på grunn av forskjellige grunner: de fremmede atomer og urenheter i metallene og andre ytre påvirkninger.

Derfor er det en klassifisering som gjenspeiler de mangler som kan ha krystallgitter. Kjemi realfag hver av dem for å identifisere årsaker og tiltak for å materialegenskaper ble ikke endret. Således er de følgende feil.

1. Point. De kommer i tre hovedtyper: ledighet urenhet atomer eller forstuet. Føre til forringelse av de magnetiske egenskaper av metallet, dets elektriske og termiske ledningsevne.
2. Lineær, eller forvridning. Alloker kant og skruen. Forringe styrken og kvaliteten på materialet.
3. Overflatedefekter. Påvirke utseendet og strukturen av metaller.

For tiden er metoder blitt utviklet for å eliminere defekter og for å oppnå rene krystaller. Det er imidlertid ikke mulig å utrydde dem, betyr det ideelle krystallgitteret ikke eksisterer.

Verdien av kunnskap av den krystallinske struktur av metaller

Fra det foregående materialet er det klart at kunnskap om den fine struktur og strukturen gjør det mulig å forutsi egenskapene til materialet og å påvirke dem. Og det tillater deg å gjøre vitenskapen om kjemi. Grade 9 videregående skoler gjør læringsprosessen fokuserer på hva elevene å danne en klar oppfatning av betydningen av den grunnleggende logiske kjeden: sammensetning - struktur - egenskaper - søknad.

For informasjon om krystallstrukturen av metaller er svært tydelig illustrerer dette forholdet og lar læreren tydelig forklare og vise barna hvor viktig det er å kjenne den fine strukturen til riktig og effektivt bruke alle egenskapene.