А. Ф. Новиков строение вещества
жүктеу/скачать 2,4 Mb. Pdf көрінісі
|
|
72 На соответствующем макете пространственной решетки нетрудно убедиться, что координационное число, присущее данной решетке, равно 12 – это самое большое из возможных координационных чисел, оно соответствует наиболее плотной из возможных упаковок шарообразных частиц – такие упаковки называют плотнейшими. Степень заполнения про- странства шарообразными частицами составляет здесь 74%, все прочие упаковки менее плотные: объемно центрированная (структура щелочных металлов, хрома и др.) – 68%, примитивная кубическая – всего 52%. Повернув эту гексагональную решетку на угол Рис.51 45°, мы увидим, что получается гранецентрированная кубическая решетка (см. рис.44). Хотя гексагональная и кубическая плотнейшие упаковки совместимы, тем не менее, различают плотнейшую гексагональную упаковку (ПГУ) и плотнейшую кубическую упаковку (ПКУ). В ПГУ кристаллизуются, например, рений, осмий, магний, бериллий, в ПКУ – медь, золото, никель, свинец. Многие важные свойства металлов определяются типом их кристаллической решетки. Среди них отметим в первую очередь способность металлов образовывать твердые растворы. Это явление получило широчайшее применение в современной технике, чистые металлы в настоящее время практически не используются. Все конструкционные материалы представляют собой твердые растворы или соединения различных металлов или различных их фаз. При этом указанные растворы и соединения зачастую обладают комплексом свойств, существенно отличающихся от составляющих их чистых металлов. Основой такого взаимодействия простых металлов является способность ионов данной кристаллической решетки замещаться в большей или меньшей степени атомами или ионами других элементов. Возможно также внедрение чужеродных атомов в межатомное пространство исходной металлической решетки. Вещество при этом не теряет своей кристаллической структуры, однако благодаря инородным атомам в решетке кристалл приобретает новые свойства, которые могут быть использованы в технике. Отметим, что подобного рода внедрение и замещение возможно не только со стороны металлических атомов, но и атомов неметаллов. Известная всем сталь представляет собой продукт замещения части ионов в решетке железа атомами углерода. Благодаря возможности замещения в кристаллической решетке одних атомов другими в металлической фазе могут образовываться соединения, немыслимые с точки зрения традиционных понятий о валентности: Fe 3 Al; NaZn 13 ; Ti 3 Ga; Cu 5 Zn 8 и другие. Подобные соединения и твердые растворы широко внедряются в современную технику и технологию и позволяют |