Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Фролов В.В. -> "Химия" -> 41

Химия - Фролов В.В.

Фролов В.В. Химия: Учеб. пособие — М.: Высш. шк., 1986. — 543 c.
Скачать (прямая ссылка): chem_up_dlya_msv.pdf
Предыдущая << 1 .. 35 36 37 38 39 40 < 41 > 42 43 44 45 46 47 .. 211 >> Следующая


Особенностью кристаллической, структуры металлов являются высокие координационные числа (8—12), свидетельствующие о большой плотности упаковки в кристаллических ячейках. Высокая плотность упаковки объясняется тем, что остовы атомов, лишенные внешних электронных уровней, укладываются в пространстве как шары одинакового радиуса. Типичные для металлов кристаллические решетки показаны на рис. 69.
Рис. 69. Металлические решетки
В
Объемно .ц е н т р и-р о в а н и а я к у б и ч е с-к а я решетка (рис. 69, а) характеризуется следующими данными: а) коор
108
динациоиное число /С = 8; б) кратчайшее расстояние между центрами атомов равно половине диагонали куба а^/Т/2; в) число атомов, необходимое для построения, п = 2, так как 8 вершин содержат 1/в атома, приходящегося на данный куб, и в центре куба находится еще один атом; г) плотность упаковки или часть пространства, занятая атомами в данном кубе, составляет ~68%. В таких решетках кристаллизуются К, Ыа, XV, а-Ре, Р-Т1 и др.
Г р а н е цен т р и р о в а нна я кубическая решетка (рис. 69, б) определяется следующими данными: а) координационное число К — 12; б) кратчайшее расстояние между центрами атомов равно половине диагонали грани а/Т/2; в) число атомов, необходимое для построения, равно 4, так как на все вершины нужен только один атом, а атом, находящийся в центре грани, наполовину принадлежит данному кубу, а таких граней 6. Следовательно, п—8('/а) 4-6('/а) =4; г) плотность упаковки в данной решетке составляет ~74%;
В таких решетках кристаллизуются Си; N1; у~Ре; РЬ и др. Гексагональная решетка плотной упаковки (рис. 69, в) более сложная, но по степени упаковки совпадает с гранецентрироваииой кубической. Ее данные: а) координационное число К = 12; б) кратчайшее расстояние между центрами атомов а равно стороне правильного шестиугольника основания призмы. Все атомы, если их представить шарами с радиусом а/2, будут в этой решетке касаться друг друга. Поэтому высота призмы Л в идеальном случае (М?, Ве) должна быть равна 1,63 а или двум высотам тетраэдров, построенных из этих шаров; в) число атомов, необходимых для построения, равно 6. На каждой вершине призмы расположен атом, одновременно принадлежащий шести сходящимся в одной точке решеткам. Вершин 12, они содержат 12 X 1 /б — 2 атома. В центре верхнего и нижнего оснований лежат атомы, половина которых относится к данной решетке: 2 X '/г^ !• Внутри призмы находятся еще три атома, й всего получается « = 12 X'/6 + 2 X Х'Л + З — б"; Г) плотность упаковки 74%.
В таких решетках кристаллизуется Ве, М§, 2п, а-Т\ и др. Расчет размеров элементарной ячейки магния, кристаллизующегося в гексагональной системе плотной упаковки. Атомная масса магния /1 = 24,3 кг/кмоль; плотность р, = 1,74 •. 103 кг/м3; число атомов, необходимое для построения, д—6; масса элементарной ячейки т = 6А/Ы; объем элементарной ячейки v=6A/QN. С другой стороны, объем гексагональной призмы со стороной основания а и высотой 1,63 а ь =4,24 а3 (геометрические расчеты опускаем). Тогда ,
где 4,24 — геометрический фактор (с. 103). Подставляя численные значения, получаем

(4.10)
4,24-1,74-103 кг-м-'*-6,02.1.0'
6-24,6 кг-кмоль 1
кмоль'
= 3,2-10
м = 0,32 им,
109
высота призмы Н = 0,32 • 1,63 = 0,522 им. Эффективный радиус атома магния гэф = а/2 = 0,16 нм. Эффективным радиусом атома мы считаем радиус шара, касающегося другого в элементарной ячейке кристалла.
Часто, особенно в сложных сплавах, рентгеновским исследованием можно выявить образовавшиеся в процессе кристаллизации фазы, которые нельзя получить в изолированном, чистом состоянии (карбиды, нитриды, карбонитриды и т. д.). Данные рентгенографического исследования можно использовать для определения плотности кристалла. Эта так называемая рентгенографическая плотность не зависит от нарушений кристаллической структуры реального вещества (поры, несплошности, вакансии, дислокации и т. д.) и принимается эталонной.
Металлы могут образовывать между собой соединения — интер-металлиды, в которых связь между атомами создается за счет частичной локализации электронов.
Локализация электронов проводимости в интерметаллидах снимет их электрическую проводимость и пластичность, уменьшая, аким образом, типичные металлические свойства.
.6. РЕАЛЬНЫЕ КРИСТАЛЛЫ И НАРУШЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ
Дефекты кристаллической структуры. По мере- совершенствования методов изучения кристаллов (прецизионные методы рентгеновского анализа, микроскопия и электроноскопия) оказалось, что кристаллические тела не являются идеальными, а обладают рядом дефектов кристаллической структуры. Грубые дефекты кристаллической структуры, образующиеся при получении кристаллов, — поры, трещины мы не рассматриваем, так как они обычно получаются при нарушении технологии отливки или сварки металлов или при выращивании кристаллов из расплавов, растворов или из газовой фазы. Нарушения микроструктуры кристаллов обнаруживаются с большим трудом, но так как они сильно влияют на физические свойства твердых тел, то их изучение в настоящее время ведется весьма интенсивно.
Предыдущая << 1 .. 35 36 37 38 39 40 < 41 > 42 43 44 45 46 47 .. 211 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed