А. Ф. Новиков строение вещества
жүктеу/скачать 2,4 Mb. Pdf көрінісі
|
| 71
связи. До определенного предела эта закономерность выдерживается: самым плотными и прочными и тугоплавкими являются металлы d - типа: рений Re , вольфрам W , осмий Os – у атомов этих элементов на 5 d - орбитали находится 4– 6 электронов. По температуре плавления (3683 К) вольфрам уступает только алмазу. Многое, однако, определяется квантово-механическими условиями образования энергетических зон и размещения в них электронов, так что далее в VI периоде прочность решетки у металлов начинает убывать. Кристаллическая структура металлов Анализ показывает, что наиболее прочные металлы имеют кристаллические гранецентрированные решетки кубического типа. Рассмотрим, чем определяется образование именно таких структур. Прежде уже говорилось, что равновесное расстояние между ядрами атомов в металлической решетке соответствует достигаемому минимуму потенциальной энергии системы. По аналогии с ионными кристаллами, структурными единицами металлической решетки можно считать шарообразные частицы, которые касаются друг друга, причем центры их расположены в узлах кристаллической решетки. Легко убедиться, что в этом случае межатомное расстояние будет равно диаметру такой шарообразной частицы. Чаще, впрочем, говорят не о диаметре, а о радиусе таких частиц. Поскольку эти радиусы присущи определенным атомам металлов в кристаллическом состоянии, то иногда их называют металлическими радиусами. Понятно, что поведение частиц в ионных и металлических кристаллах различно, поэтому, к примеру, ионный радиус натрия Na + (0,098 нм) не равен металлическому (0,171 нм), и оба они далеки от орбитального радиуса атома натрия, лишенного внешнего электрона (0,028 нм). Представление о шарообразности частиц, образующих металлический кристалл, конечно же, является упрощением, однако, приняв такую условность, можно, хотя бы качественно, предсказать для некоторых металлов тип кристаллической решетки. Когда мы рассматриваем структуру, составленную из шарообразных частиц, касающихся друг друга, мы, по существу, должны решать задачу наиболее плотной упаковки шаров в пространстве. Если мы составляем один слой шаров, то наиболее плотная структура даст нам правильный шестиугольный геометрический мотив. Второй слой необходимо будет размещать уже так, чтобы составляющие его шары попадали в углубления между шарами первого. Третий – в углубления между шарами второго. Легко представить себе, что наибольшая плотность заполнения пространства шарами приведет к кристаллической решетке гексагонального типа (см. рис.51). жүктеу/скачать 2,4 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|