Krystalická struktura kovů. Krystalická mřížka kovů

Jedním z nejběžnějších materiálů, s nimiž se lidé vždycky rádi zabývali, bylo kov. V každé době byly upřednostněny různé typy těchto úžasných látek. Takže IV. - III. Století př. Nl jsou považovány za století chalcolitu nebo mědi. Později je nahrazen bronzem a ten, který je až do dnešního dne skutečný - železo, vstoupí v platnost.

Dnes vůbec těžké si představit, že v jednom okamžiku bylo možné upustit od kovových výrobků, pro téměř vše od domácích potřeb, lékařských nástrojů a končí s těžkým a lehkým zařízení se skládá z tohoto materiálu, nebo jsou jejich členy jednotlivé části. Proč se kovům podařilo získat takovou popularitu? Jaké jsou vlastnosti a jak to je vlastně jejich struktura, snažme se dále porozumět.

Obecná koncepce kovů

"Chemie, stupeň 9" je učebnice pro školáky. Právě v něm jsou podrobně studovány kovy. Zvážení jejich fyzikálních a chemických vlastností je věnována velká kapitola, protože jejich rozmanitost je extrémně velká.

Od tohoto věku se doporučuje dát dětem představu o těchto atomech a jejich vlastnostech, protože teenagery už mohou plně ocenit hodnotu těchto znalostí. Dokonale vidí, že různé předměty, auta a další věci, které je obklopují, jsou v podstatě kovové povahy.

Co je kov? Z hlediska chemie je obvyklé tyto atomy označovat těmi, které mají:

• malý počet elektronů na vnější úrovni;
• vykazují silné redukční vlastnosti;
• mít velký atomový poloměr;
• jelikož jednoduché látky mají řadu specifických fyzikálních vlastností.

Základ znalostí o těchto látkách lze získat, pokud uvážíme atomovou krystalickou strukturu kovů. Vysvětluje všechny vlastnosti a vlastnosti těchto sloučenin.

V periodické tabulce pro kovy je přiřazena většina tabulky, protože tvoří všechny podskupiny a hlavní skupiny od první do třetí skupiny. Proto je jejich numerická nadřazenost zřejmá. Nejběžnější jsou:

• vápník;
• sodík;
• titan;
• železo;
• magnesium;
• hliník;
• draslíku.

Všechny kovy mají řadu vlastností, které jim umožňují kombinovat do jedné velké skupiny látek. Na druhou stranu tyto vlastnosti vysvětlují krystalickou strukturu kovů.

Vlastnosti kovů

Zvláštní vlastnosti zvažovaných látek jsou následující.

1. Kovový lesk. Všichni zástupci jednoduchých látek, které mají, jsou nejvíce totožní stříbřitě bílá barva. Jen málo (zlato, měď, slitiny) se liší.
2. Kovkost a plasticita - schopnost deformovat se a dostatečně se zotavit. U různých zástupců je vyjádřen v nerovném rozsahu.
3. Elektrická vodivost a tepelná vodivost jsou jednou z hlavních vlastností, které určují oblast použití kovu a jeho slitin.

Krystalická struktura kovů a slitin vysvětluje důvod každé z uvedených vlastností a mluví o jejich vyjádření u každého konkrétního zástupce. Pokud znáte charakteristiky této struktury, můžete ovlivnit vlastnosti vzorku a upravit jej na požadované parametry, které lidé dělají po mnoho desetiletí.

Atomová krystalová struktura kovů

Jaká je tato struktura, co je charakterizováno? Samotné jméno naznačuje, že všechny kovy jsou krystaly v pevném stavu, tj. Za normálních podmínek (s výjimkou rtuti, což je kapalina). A Co je krystal?

Jedná se o konvenční grafický obraz konstruovaný přechodem imaginárních linek přes atomy, které budují tělo. Jinými slovy, každý kov se skládá z atomů. Jsou umístěny v něm, není chaotické, ale velmi správně a důsledně. Takže pokud jste mentálně propojili všechny tyto částice do jedné struktury, získáte krásný obraz ve formě pravidelného geometrického těla nějaké formy.

To se běžně nazývá krystalová mřížka kovu. Je to velmi složité a prostorově objemné, proto pro jednoduchost, ne všechny, ale pouze část, je ukázána elementární buňka. Totality takových buněk shromážděných dohromady a odráží se trojrozměrný prostor, a tvoří krystalické mříže. Chemie, fyzika a metalurgie jsou vědy, které studují strukturální rysy těchto struktur.

Samotná jednotková buňka je množina atomů, které jsou umístěny v určité vzdálenosti od sebe a koordinují kolem nich striktně stanovený počet dalších částic. Je charakterizován hustotou balení, vzdáleností mezi kompozitními strukturami a koordinačním číslem. Obecně platí, že všechny tyto parametry jsou charakteristické pro celý krystal, a proto odrážejí vlastnosti, které vykazuje kov.

Existuje několik odrůd krystalové mřížky. Spojuje je všechny další rys - uzly jsou atomy, a je umístěn uvnitř plynové mraku elektronů, který je tvořen volným pohybem elektronů uvnitř krystalu.

Typy krystalových mřížek

Čtrnáct variant konstrukce mřížky se obvykle skládá ze tří hlavních typů. Jsou to následující:

1. Vesmírné centrum.
2. Hexagonální těsně uzavřený.
3. Obličejová centrála.

Krystalová struktura kovů byla studována pouze díky elektronová mikroskopie, kdy bylo možné získat velké zvětšení obrazu. A klasifikace typů lattices byla nejprve přinesena francouzským vědcem Brava, jehož příjmení jsou někdy nazývány.

Vesmírná mřížka

Struktura krystalové mřížky kovů tohoto typu má následující strukturu. Toto je krychle, u jejíchž uzlů je osm atomů. Další je umístěn ve středu volného vnitřního prostoru buňky, což vysvětluje název "objemově orientovaný".

Jedná se o jednu z variant nejjednodušší struktury elementární buňky a tedy celé mřížky jako celku. Tento typ má následující kovy:

• molybden;
• vanad;
• chróm;
• mangan;
• alfa-železo;
• betta-železo a další.

Hlavní vlastnosti těchto zástupců - vysoký stupeň tažnosti a plasticity, tvrdost a síla.

Face-centered grating

Krystalová struktura kovů, která má čelní středovou krychlovou mřížku, má následující strukturu. Toto je kostka, která obsahuje čtrnáct atomů. Osm z nich tvoří mřížové plochy a dalších šest leží na každé straně.

Podobná struktura má:

• hliník;
• nikl;
• olovo;
• gama-železo;
• měď.

Hlavní rozlišovací vlastnosti - lesk různých barev, lehkost, síla, tažnost, zvýšená odolnost proti korozi.

Šestihranná mřížka

Krystalová struktura kovů s tohoto typu mřížka, následující. V srdci jednotkové buňky je šestiúhelníkový hranol. Na svých uzlech je 12 atomů, další dva na základně a tři atomy volně leží uvnitř prostoru ve středu konstrukce. Pouze sedmnáct atomů.

Taková složitá konfigurace má takové kovy jako:

• alfa-titan;
• magnesium;
• alfa-kobalt;
• zinek.

Hlavní vlastnosti - vysoký stupeň pevnosti, silný stříbrný lesk.

Vady krystalické struktury kovů

Avšak všechny typy buněk mohou mít přirozené vady nebo tzv. Defekty. To může být způsobeno různými důvody: cizími atomy a nečistotami v kovu, vnějšími vlivy a podobně.

Proto existuje klasifikace, která odráží defekty, které krystalické mřížky mohou mít. Chemie jako věda studuje každý z nich, aby zjistil příčinu a způsob eliminace, aby se nezměnily vlastnosti materiálu. Takže vady jsou následující.

1. Špičaté. Jedná se o tři hlavní typy: volná místa, nečistoty nebo dislokované atomy. Vedou ke zhoršení magnetických vlastností kovu, jeho elektrické a tepelné vodivosti.
2. Lineární nebo dislokace. Umístěte okraj a šroub. Zhoršuje pevnost a kvalitu materiálu.
3. Povrchové vady. Ovlivňuje vzhled a strukturu kovů.

V současné době byly vyvinuty způsoby eliminace defektů a získání čistých krystalů. Nemohou však být zcela vymazány, neexistuje žádná ideální krystalová mřížka.

Význam znalostí o krystalické struktuře kovů

Z výše uvedeného je zřejmé, že znalost jemné struktury a struktury umožňuje předpovídat vlastnosti materiálu a ovlivňovat je. A to vám umožňuje dělat vědu chemii. 9. ročník všeobecné školní docházky kladou důraz na proces učení, aby vytvořili jasnou představu o významu základního logického řetězce: složení - struktura - vlastnosti - aplikace.

Informace o krystalické struktuře kovů jsou velmi jasně ilustrovány tuto závislost a umožňuje učiteli jasně vysvětlit a ukázat dětem, jak důležité je znát jemnou strukturu, aby správně a kompetentně využívaly všechny vlastnosti.