Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

I. Агрегатные состояния вещества

. В соответствии с утвердившимися представлениями вещество, находящееся в одном из трёх агрегатных состояний, должно проявлять следующие свойства (табл.I 1).

Таблица 1.1.

СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРЕГАТНОГО СОСТОЯНИЯ

 

Свойство Агрегатное состояние
Твёрдое Жидкое Газообразное
Наличие формы есть нет нет
Наличие объёма есть есть нет
Строение вещества Кристаллическое Аморфное нет

 

Кристаллическое состояние вещества характеризуется «дальним порядком» в расположении частиц, как показано на рис.I.1 а. Частицы вещества расположены так регулярно, что через их центры можно провести воображаемые прямые линии, которые называются кристаллической решёткой.

 

       
   
 

 


а б

 

Рис.1.1. Схема расположения частиц в твёрдом веществе:

а – кристаллическое строение; б – аморфное строение.

 

Кристаллические вещества имеют следующие признаки:

1) При механическом разрушении происходит расщепление твёрдого вещества с образованием кристаллических граней.

2) Наличие определённой температурной точки – температуры плавления (кристаллизации), Тпл , при которой все свойства изменяются скачком. Например, на рис.1.2 (линия абвг) показана температурная зависимость удельной теплоёмкости (кДж/град·моль) для кристаллического вещества. При охлаждении расплава по достижении Тпл (линия гв) жидкость закристаллизовывается, и удельная теплоёмкость при фазовом переходе кристаллизации уменьшается скачком (линия вб), а затем она медленно снижается уже в кристаллическом веществе (линия ба).

переохлажденная жидкость (вязкая)
3) Анизотропия свойств. Анизотропия (греч. «неравные направления») – это проявление различных свойств в разных направлениях кристалла. Например, сопротивление разрыву в кристалле меди во взаимно перпендикулярных направлениях составляет 12 и 36 кг/мм2, соответственно. Причина анизотропии свойств состоит в различном количестве частиц, встречающихся на пути действия силы.

 
 

 


Рис.I.2. Температурная зависимость удельной теплоёмкости вещества в

жидком (ж), в твёрдом стеклообразном (т.стекло) и в твёрдом кристаллическом (т.кристаллы) состояниях. Тст – температура стеклования; Тпл –температура плавления.

 

Аморфное состояние веществ (жидкостей) характеризуется «ближним порядком» в расположении частиц (см. рис.I.1 б), то есть частицы размещаются не регулярно друг относительно друга, однако и не беспорядочно. Как теперь установлено, многие вещества, имеющие аморфное строение, воспринимаются как твёрдые вещества из-за их чрезвычайно высокой вязкости. Такое состояние твёрдого аморфного вещества называется стеклообразным, или стекловидным. Даже воду в особых условиях можно получить в стеклообразном состоянии. Но практически важными материалами из неорганических веществ являются разнообразные стёкла.

Признаками аморфного строения твёрдого тела являются следующие свойства:

1) При разломе не образуют кристаллические грани.

2) С повышением температуры происходит постепенное размягчение твёрдого вещества (рис.1.2, линия двг). Наблюдается не точка плавления, а некоторый температурный интервал размягчения или, если происходит охлаждение расплава, то ¾ температурный интервал отверждения. Этот интервал характеризуется условной температурой, называемой температурой стеклования, Тст. Свойства вещества изменяются плавно (см. рис.1.2). Выше этой температуры стёкла становятся пластичными и вязкими, а ниже – совершенно застывают и приобретают хрупкость.

3) Не проявляют анизотропии свойств, то есть стекла является изотропными материалами (свойства стекол являются одинаковыми во всех направлениях).

. Итак, стеклом называется твёрдое вещество с достаточно плотной упаковкой атомов, в котором при наличии ближнего порядка отсутствует дальний порядок. По структурному состоянию между твёрдым стеклом и его расплавом (переохлаждённой жидкостью) с одной стороны и между этим же твёрдым стеклом и веществом в кристаллическом состоянии с другой стороны наблюдается непрерывный структурный переход. Соответственно этому структурному переходу и происходит изменение свойств в некотором температурном интервале, Тст.. Твёрдое вещество в стеклообразном состоянии характеризуется как термодинамически неравновесная система (DG ¹ О), но благодаря огромной вязкости она обладает достаточно длительной по времени кинетической устойчивостью. Однако некоторые изменения свойств стёкол со временем (процесс стабилизации) всегда наблюдаются, что является результатом стремления вещества к упорядочению структуры, то есть к равновесному (кристаллическому) состоянию (DGравн= 0).

 

II. Твёрдые кристаллические тела.

II.I. Геометрическая характеристика и свойства кристаллов.

 

Внешне кристаллы представляют собой многогранники. Например, кристаллы поваренной соли (NaCl) имеют форму куба, в котором чётко выявлены грани, вершины и рёбра куба (Рис.II.I.1).

 

 
 

 

Путём комбинирования шаров различного диаметра русский учёный Е.С. Фёдоров (1890 г.) выявил 230 типов кристаллических форм, которые были сгруппированы в 7 кристаллографических систем: кубическая, тетрагональная, гексагональная, ромбоэдрическая, ромбическая, моноклинная и триклинная. Был сформулирован «Закон гранных углов»: Как бы не была искажена внешняя форма кристалла в результате неравномерного роста, углы, под которыми сходятся грани, всегда одни и те же для каждой кристаллографической системы. Такая чёткость во внешнем строении кристаллов является следствием регулярного внутреннего строения. Мысленно выделяют Элементарную кристаллическую решётку (ячейку). Это – наименьший объём кристалла, отражающий все его структурные особенности, и, будучи повторённым в трёх направлениях, воссоздающий кристаллическую решётку в целом. Например, элементарная кристаллическая ячейка простой кубической решётки представлена на рис.II.I.2: в узлах решётки обозначены центры частиц, показана упаковка частиц (шаров) и параметр решётки – d. Параметром или постоянной решётки называется длина ребра элементарной решётки.

 

 
 

 

 


 

 

Рис.II.I.2. Элементарная простая кубическая решётка

(упаковка шаров в простой кубической решётке и параметр (постоянная) решётки – d).

 

По параметру решётки можно вычислить Эффективный радиус частицы: для простой кубической решётки эта величина составляет d/2. Увеличение эффективного радиуса при нагревании вещества в следствие усиления тепловых колебаний частиц является одной из причин полиморфных превращений. Полиморфизм (греч. «много форм») – это способность веществ в твёрдом состоянии при определённых температурах (давлениях) образовывать различные типы кристаллических структур (аллотропические модификации). Выше было указано, что все типы кристаллических форм были выявлены путём комбинации шаров различного диаметра. Например, в процессе нагревания при температуре 1183 К происходит перестройка кубической объёмноцентрированной (КОЦ) кристаллической решётки железа: b-Fe в кубическую гранецентрированную (КГЦ) кристаллическую решётку: g-Fe (см. рис.II.I.3 а,б). Они отличаются по свойствам – так растворимость углерода в g-Fe в 40 раз больше.

а б

Рис.II.I.3. Кубические кристаллические решётки:

а – объёмноцентрированная (КОЦ); б – гранецентрированная (КГЦ).

 

Важными характеристиками кристаллических форм, определяющими свойства твёрдых тел, являются координационное число, число формульных единиц в элементарной кристаллической решётке и коэффициент заполнения решётки. Координационным числом (КЧ) называется число ближайших (соседних) равно удалённых частиц. Число формульных единиц показывает, сколько частиц целиком принадлежит данной элементарной ячейке. Вычисления производят, исходя из расчёта: какая часть каждой частицы принадлежит данной элементарной ячейке? Например, в простой кубической решётке каждая частица является общей для 8 примыкающих друг к другу кубов, то есть каждому кубу частица принадлежит только на 1/8 часть. Всего вершин 8 (см. рис.II.I.1). Следовательно, на одну кубическую ячейку приходится 8× 1/8 = 1 частица. В такой неплотной решётке коэффициент заполнения составляет всего 52 %. В таблице II.I.1 даны характеристики кристаллических форм металлов – прочных твёрдых тел: КОЦ, КГЦ и Г (так обозначается гексагональная плотноупакованная кристаллическая форма, в основе которой лежит гексагональная призма) в сравнении с простой кубической решёткой, которая в металлах не встречается.

Таблица II.I.1

ХАРАКТЕРИСТИКА КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ФОРМ

 

Свойства элементарной ячейки Тип кристаллической решётки
Простая кубическая   КОЦ   КГЦ   Г
Координационное число        
Число формульных единиц        
Коэффициент заполнения, %        

 

Как видно из таблицы, можно получить коэффициент заполнения от 52 % до 74 % в зависимости от размера частиц. (Хорошо бы это знать, когда покупаете яблоки ведром).

В реальных кристаллах всегда существуют нарушения в строении – дефекты кристаллов (точечные дефекты, дислокации и плоские дефекты), которые могут оказывать сильное влияние на свойства твёрдых тел.

К точечным дефектам относятся вакансии и примесные дефекты. Вакансии – это отсутствие частицы в узле кристаллической решётки или за счёт выхода частицы на поверхность, или в следствие размещения её в междоузлие (см. рис.II.I.4 а, б). Эти дефекты называются тепловыми, так как их возникновение связано с тепловыми колебаниями частиц около положения равновесия в узлах решётки.

 

 

Рис. II.I.4. Возникновение точечных дефектов кристаллов – вакансий:

а – выход частиц из узла решётки на поверхность кристалла; б – выход частицы из узла решётки в междоузлие.

 

Точечные примесные дефекты возникают в следствие замещения частиц основного вещества другими, примесными частицами (атомами, ионами или молекулами). То есть примесные частицы располагаются в узлах кристаллической решётки. Например, в кремниевом p-полупроводнике примесными атомами являются атомы алюминия, а в n-полупроводнике – атомы фосфора. Инородные частицы небольших размеров могут внедряться в междоузлия. Так атомы водорода, углерода, кислорода, азота и др. поглощаются многими металлами в значительных количествах.

Дислокациями, или линейными дефектами, называются нарушения кристаллической структуры, связанные со смещением большого числа частиц. Различают краевые и винтовые дислокации. Краевая дислокация возникает в результате внедрения в междоузлия частиц в виде целой плоскости. Если дислокация располагается, как бы выгибаясь, закручиваясь в какую-либо сторону, то она называется винтовой дислокацией (см. рис.II.I.5 а, б).

 

Плоские дефекты являются более сложным видом нарушения кристаллического строения. Их происхождение связано с тем, что кристаллические тела в большинстве случаев не являются монокристаллами, а представляют собой тела поликристаллические. Они состоят из сросшихся друг с другом кристаллитов (зёрен), ориентированных произвольным образом (рис.II.I.5 в). Находящееся между зёрнами вещество, в так называемых плоскостях спаянности зёрен, имеет сильно искажённое кристаллическое строение, то есть аморфное строение.

Наличие дефектов существенно влияет практически на все свойства твёрдых тел.

 

II.II. Типы кристаллов и свойства кристаллов в зависимости от вида химической связи между образующими их частицами.

 

Прочность кристалла характеризуется энергией кристаллической решётки. Это – энергия, которую необходимо затратить на разрушение данного монокристалла и удаление образующих его частиц за пределы их взаимодействия. Очевидно, что чем прочнее химическая связь, тем больше энергия кристаллической решётки.

Молекулярные кристаллы, структурными единицами которых служат молекулы (I2, CO2, H2O и др.) связанные слабыми силами Ван-дер-Ваальса или силами водородной связи (энергия связей Есв до 20 кДж/моль), имеют небольшую энергию кристаллических решёток и как следствие – малую механическую прочность, низкую температуру плавления и высокую летучесть. Они не проявляют пластичность, не электропроводны (то есть - диэлектрики) и обладают низкой теплопроводностью.

Ковалентные кристаллы имеют в качестве структурных единиц атомы (атомы углерода С в алмазе, атомы Si в кремнии, атомы кремния и кислорода в кварце SiO2 и др.), которые соединены между собой прочными ковалентными связями (Есв = 200-500 кДж/моль). Энергия кристаллической решётки фактически совпадает с этими значениями.

Столь же высокие значения энергий кристаллических решёток и даже более высокие значения имеют ионные кристаллы. Кристаллические решётки этого типа состоят из чередующихся положительно и отрицательно заряженных ионов (простых или сложных), связанных между собой ионной связью: ионов натрия (Na+ ) и хлора (Cl- )в кристалле поваренной соли (NaCl), ионов натрия (Na+ ) и карбонат-ионов (CO32-)в кристаллах соды (Na2CO3 ). И в ковалентном, и в ионном типах кристаллов каждый кристалл следует рассматривать как одну гигантскую молекулу. Они имеют высокие температуры плавления. И ковалентные кристаллы, обладающие очень высокой твёрдостью, и ионные кристаллы, являющиеся чрезвычайно хрупкими, не проявляют пластические свойства. Оба типа кристаллов относятся к диэлектрикам, однако среди ковалентных кристаллов находятся полупроводники (кремний, германий) и даже проводники (серое олово).

Более восьмидесяти элементов периодической системы образуют металлические кристаллы, частицы в которых связаны металлической связью. Согласно модели «свободного электрона», применяемой для объяснения металлической связи, в качестве структурных единиц в узлах кристаллических решёток расположены не только атомы, но и положительные ионы металлов. А их валентные электроны, покинувшие атомы и находящиеся в нелокализованном состоянии, образуют электронный газ, который свободно перемещается по кристаллу. Металлическая связь определяется как взаимодействие коллективизированных валентных электронов с периодическим полем кристаллической решётки металла. Силы притяжения между электронным газом и положительно заряженными ионами металла обеспечивают устойчивость металлического кристалла. Именно металлическим типом химической связи объясняются пластические свойства металлов (ковкость, тягучесть и др.), то есть способность к высоким необратимым деформациям без разрушения кристаллов. Это связано с тем, что в процессе деформации перемещение частиц (атомов и катионов) в электронном газе не приводит к изменению характера взаимодействия коллективизированных электронов с периодическим полем кристаллической решётки. Для металлов характерны такие свойства как прочность, высокая теплопроводность, фото- и термоэлектронная эмиссия, а также высокая электропроводность. Особенность электропроводимости в металлах состоит в том, что она уменьшается с повышением температуры в отличие от проводимости в полупроводниках, которая возрастает при увеличении температуры.

 

III.Твёрдые аморфные (стеклообразные) тела.

III.I. Строение и свойства стеклообразователей.

 

Под «стеклом» в широком смысле слова имеется в виду аморфно застывший расплав, то есть застывший без кристаллизации. Используемые в технике и в быту стёкла в большинстве случаев имеют сложный химический состав, то есть являются многокомпонентными системами. Основными составными частями стёкол являются стеклообразователи, создающие структурный скелет материала, и модификаторы, используемые для придания стёклам различных нужных свойств.

Среди наиболее часто используемых стеклообразователей применяются бинарные соединения (оксиды полуметаллических элементов) следующих типов: «А2О(Аs2О3, Sb2О3, В2О3) «АО2» (SiО2, GеО2) и «А2О5» (Р2О5, Аs2О5). Как показали исследования они образуют пространственные сетчатые структуры с ближним порядком в расположении атомных группировок. Атомные группировки построены не из молекул, а из атомов элементов «А», связанных с атомами кислорода «О» ковалентными полярными связями. Например, в стекле на основе диоксида кремния SiO2 атомная группировка имеет форму тетраэдра, в центре которого находится атом кремния, а в вершинах - атомы кислорода, которые одновременно являются вершинами соседних тетраэдров. Такой вид атомной группировки объясняется электронным строением атомов кремния и кислорода и свойствами, образуемых ими ковалентных связей: насыщаемостью и направленностью связей.

Электронная формула атома кремния: 14Si 1s22s22p63s23p2. Распределение электронов по энергетическим ячейкам для невозбуждённого и возбуждённого состояний является следующим:

n═3 ↑↓            
n═2 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ l=d
n═1 ↑↓ l=p  
  l=s

 

Невозбуждённое состояние

 

n═3          
n═2 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ l=d
n═1 ↑↓ l=p  
  l=s

 

Возбуждённое состояние

В возбуждённом четырёхвалентном состоянии электронная конфигурация третьего энергетического уровня является следующей: 3s13p33d0 то есть реализуется sp3-гибридизация атомных орбиталей (угол между валентными орбиталями атома кремния равен 109°28¢). Четыре гибридные орбитали кремния направлены к вершинам правильного тетраэдра, где располагаются четыре атома кислорода (рис. III.I.1а,б). Электронная формула атома кислорода:

8О 1s22s22p2х1у1z. Схема распределения электронов по энергетическим ячейкам является следующей:

n═2 ↑↓ ↑↓
n═1 ↑↓ l=p
  l=s  

 

 

Каждый валентный электрон (из двух) атома кислорода образует ковалентную s-связь только с одним атомом кремния, то есть атом кислорода оказывается общим для соседних группировок и принадлежит каждой группировке только наполовину. Как видно из указанного рисунка, действительно, состав тетраэдра соответствует химической формуле: [SiO4/2] = SiO2. Угол между валентными орбиталями кислорода в группировке Si¾O¾Si составляет»150°, что соответствует промежуточной между sp- и sp2-гибридизациям орбиталей атома кислорода. Образовавшиеся ковалентные связи Si¾O являются полярными в соответствии со значениями относительных электроотрицательностей атомов: ЭОSi = 1,8 и ЭОO = 3,5.

Между атомами Si и O возникают ещё дополнительно нелокализованные p-связи, которые образуются по донорно-акцепторному типу взаимодействий за счёт свободных 3d0-орбиталей атомов кремния и двух неподелённых 2s2- и 2р2-электронных пар атомов кислорода. Такое строение химических связей в диоксиде кремния (SiO2) объясняет высокие температуры плавления кварца (1728 °С), большую твёрдость, химическую стойкость и др. свойства в сравнении со свойствами аналогичного ему соединения диоксида углерода СО2 - углекислого газа, температура плавления которого составляет –56,6 °С. Причина в том, что во внешнем электронном слое атома углерода нет вакантных орбиталей и образование дополнительно p–связей невозможно.

 

                       
   
       
 
       
       
 
 
 
 
     
 
 

 

 


 

а б

 

Рис.III.I.1. Тетраэдрическое строение атомной группировки [SiO4].

а – тетраэдр; б – условное изображение тетраэдрического строения.

 

Оксиды типа «А2О3», например, оксид бора, при аморфном застывании образуют аналогичные атомные группировки, но треугольной формы, что легко можно выявить из электронного строения атома бора.

Установлено, что соседние атомные группировки (тетраэдры, треугольники) должны иметь общими только углы, а не рёбра и не грани, то есть при аморфном застывании расплава тетраэдры оказываются разориентированными друг относительно друга. В случае же возникновения трёхмерной структуры, должны быть общими по крайней мере три вершины с соседними полиэдрами. Если же в процессе застывания образуются общими четыре вершины с соседними полиэдрами, то в таком веществе осуществляется «дальний порядок», и тело является кристаллическим. Например, диоксид кремния встречается в природе в виде трёх термодинамически устойчивых кристаллических формах: кристобалита, тридимита и кварца. При аморфном застывании расплавленного кварца получают очень ценное кварцевое стекло, обладающего чрезвычайно малым коэффициентом термического расширения (КТР). Поэтому кварцевое стекло не растрескивается при резких изменениях температуры.

В зависимости от природы стеклообразователя стёкла называют: силикатными (SiО2), боросиликатными (В2О3, SiО2), бороалюмосиликатными (В2О3, Аl2О3, SiО2) и др.

 

III.II. Влияние модификаторов на свойства стёкол.

 

Технически важные стёкла содержат различные модификаторы – вещества, придающие стёклам нужные свойства. В силикатные стёкла вводят в значительных количествах основные оксиды, такие как Na2O, K2O, MgO, CaO, BaO, а также нейтральный оксид Al2O3. Роль этих оксидов состоит в том, что они в расплаве, отдавая свой кислород, разрывают кремнекислородный каркас, то есть способствуют нарушению дальнего порядка:

 

¾Si¾O¾Si¾ + Na+2O2- ® ¾Si¾O- Na+ + Na+ -O¾Si¾

 

С помощью модификаторов значительно снижается точка размягчения стекла, например, от 1500°С для чистого кварцевого стекла до 400-450°С для технических силикатных стёкол.

Природу взаимодействий модификаторов основного характера и кислотного оксида SiO2 , образующего каркас, можно считать аналогичной той, что и в реакциях низкомолекулярных соединений. Например, при сплавлении получаются соли мета- и ортокремниевых кислот, а также соли поликислот:

 

Na2O + SiO2 ® Na2SiO3 (метасиликат натрия)

2 Na2O + SiO2 ® Na4SiO4 (ортосиликат натрия)

Na2O + n SiO2 ® Na2O × n SiO2 (полисиликат натрия)

 

Как видно из уравнений реакций мольные соотношения реагентов не могут быть произвольными. Строго гомогенная структура стекла возможна только при определённом составе (как и в случае кристаллов). В производстве обычных стёкол это условие не выполняется из-за неоднородности сырья. Исследования микроструктуры совершенно прозрачных для невооружённого глаза стёкол с помощью электронной микроскопии и изучение рассеяния рентгеновских лучей показали, что возможно сосуществование двух разных фаз: одна из них кристаллическая, а другая – аморфная. Неоднородности имеют различные размеры вплоть до границы различимости (»20×10-10 м).

Действия модификаторов, содержащих ионы Na+ и Ca2+, оказались практически одинаковыми, что является проявлением диагональной аналогии свойств из-за близких размеров этих ионов (в периодической системе элементы 11Na и 20Са расположены по диагонали). Длины связей: Ca¾O, Na¾O и Si¾O соответственно равны (10-10 м): 2; 2,37 и 1,58. При увеличении количеств составных частей модификатора основного характера понижается химическая устойчивость стекла. В кипящей воде, например, оно заметно подвергается гидролизу, аналогично процессу гидролиза низкомолекулярных силикатов (индикатор щелочной среды - фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет):

2 Na2SiO3 + Н2О ® Na2Si2O5 + 2 NаОН

Так называемое нормальное стекло (оконное и бутылочное) имеет состав: Na2O×CaO×6SiO2. Если заменить оксид натрия на оксид калия, а оксид кальция – на оксид свинца, то получится свинцовое стекло, отличающееся сильной светопреломляющей способностью. Его применяют для изготовления оптических приборов (линз, призм), а также в целях изготовления подделок под драгоценные камни.

Добавлением незначительных количеств оксидов, которые образуют цветные силикаты, получают окрашенные стёкла, например: синего цвета (СоО), зелёного (СuО), красное стекло (Сu2О) и др.. Чистый оксид железа (III) окрашивает гораздо слабее (от оранжево-жёлто-зелёного до коричнево-жёлтого цвета).

Следовательно, строение и соответствующие свойства стекла можно видоизменять, варьируя составные части стекла и их мольные количественные соотношения.

Итак, подводя итог после внимательного изучения и осмысления всего представленного материала, а также собственного жизненного опыта, приходим к простому выводу: «твёрдые вещества – это камни (иногда в виде кристаллов), аморфно «замёрзшие» жидкости и «доллары» (но «евры» твёрже)». [Улыбнитесь!].

 

 

IV. Вопросы для самопроверки знаний.

 

1. Каково строение вещества в различных агрегатных состояниях?

2. Укажите признаки твёрдых веществ, находящихся в кристаллическом и стеклообразном состояниях.

3. Кристаллическое состояние вещества. Сформулируйте закон гранных углов и объясните понятия: элементарная кристаллическая решётка, координационное число, число формульных единиц, постоянная (параметр) решётки, эффективный радиус. В чём состоит причина полиморфизма кристаллических форм?

4. Какие типы дефектов существуют в кристаллах?

5. Укажите некоторые типичные физические и химические свойства твёрдых веществ, имеющих различную химическую связь между частицами в кристалле: атомную, ионную, металлическую связи и силы Ван-дер-Ваальса.

6. Какова роль веществ - главных составляющих стёкол?

7. Укажите общие химические формулы веществ – стеклообразавателей. Какие атомные группировки образуются в этих веществах, находящихся как в кристаллическом, так и в стеклообразном (аморфном) состояниях?

8. В чём состоит причина столь высокой температуры плавления (1728°С) кристаллического диоксида кремния –кварца?

9. Какова роль модификаторов?

10. Где применяются стёкла?

 

Y. Рекомендуемая литература.

 

Основная.

1. Н.В. Коровин и др. Курс общей химии. М.: Издательство “Высшая школа”, 1990, с. 56-82; 273-275.

Дополнительная.

2. Б.Н. Арзамасов, А.И. Крашенинников и др. Научные основы материаловедения. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1994, с.300-310.

3. А.М. Терновых. Материаловедение. Курс лекций. М.: МГАПИ, Кафедра МТ-6 “Физико-химическое материаловедение”, 1999, с.24-25.

4. А.И. Крашенинников, Г.Ю. Дальская. Неорганические стёкла. Методическое пособие для специальности 1212. М.: МГАПИ, Кафедра Физико-химического материаловедения и композиционных материалов, 2001.

5. А.И. Крашенинников, Ю.А. Бойко. Цветные матовые глазурные покрытия без использования дорогостоящих пигментов. МГАПИ, Материалы научно_технической конференции: “Новые материалы и технологии” под редакцией проф. Н.И. Касаткина. М., 2001, с.51-52.

6. А.И. Крашенинников, Л.А. Орлова, Л.Г. Перова, Ю.А. Бойко. Определение основных свойств цветных матовых глазурей. МГАПИ, Материалы научно-технической конференции, под редакцией проф. Б.Т. Ерохина. М., 2002.

7. Г. Кребс. Основы кристаллохимии неорганических соединений. Издательство “Мир”, М., 1971, с. 167-170; 272-280.

8. Г.Реми. Курс неорганической химии. Том 1. Издательство “Иностранной литературы”, М.,1963, с. 528-551.

 

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Рассеяние частиц | Состав, структура, функции, права и обязанности налоговых органов
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 1728; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.109 сек.