Строение сплавов. Типы твердых растворов

Типы связей между частицами в твердых телах.

Для понимания свойств материалов и умения управлять ими необходимо разобраться в том, какие силы удерживают частицы вещества в твердых телах (кристаллах).

Различают следующие основные типы связей: ионную, ковалентную, полярную, металлическую.

Соответственно имеется четыре типа кристаллических решеток: ионные, атомные, полярные, металлические.

Кристаллы с ионной связью. Такие кристаллы, например NaCl, состоят из разноименно заряженных ионов (Na⁺, Cl^-), которые образуются в результате перехода электронов от атомов одного типа (Na) к атомам другого типа (Cl). Расстояние между центрами ионов в кристалле определяется уравновешиванием сил притяжения между анионами и катионами и сил отталкивания их электронных оболочек. Кристаллы с ионной связью хрупкие.

Кристаллы с ковалентным типом связи. (атомные кристаллы). Этот тип связи осуществляется обобществлением валентных электронов соседних атомов. Типичным телом с такой связью является алмаз, состоящий из атомов углерода. Преимущественно ковалентная связь имеет место также между разнородными атомами в таких химических соединениях, как карбиды (Fe₃C, SiC), нитриды (AlN).

Прочность ковалентной связи зависит от степени перекрытия орбит валентных электронов.

Характерными свойствами для тел с такой связью является малая плотность, высокая хрупкость, в ряде случаев очень высокая твердость (алмаз, карбиды, нитриды).

Полярный тип связи. Молекулярные кристаллы. Представителями тел с таким типом связи является: Н₂, СО₂, Н₂О, СН₄ в закристаллизованном (твердом) состоянии.

Кристаллы этих тел состоят из молекул, между которыми действуют слабые силы Ван-дер-Ваальса.

Диполь - Н₂О +

Металлический тип связи.

При конденсации паров металла в жидкое или твердое состояние его атомы сближаются настолько, что электронные орбиты их внешних электронов перекрываются, в следствии чего валентные электроны могут переходить свободно от одного атома к другому наподобие атомов газа.

Fe⁺ → ẽ

Под сплавом подразумевается вещество, полученное сплавлением двух или более элементов.

(возможны и другие способы приготовления сплавов – спекание, электролиз, возгонка и т.д.)

Сплав приготовленный преимущественно из металлических элементов и обладающий металлическими свойствами, называется металлическимсплавом.

Строение металлического сплава более сложное и зависит от того, в какие взаимодействия вступают компоненты, составляющие сплав.

В твердом состоянии может не быть химического взаимодействия между компонентами, тогда строение сплава является механическойсмесью отдельных частиц, зерен обоих компонентов.

Составляющие сплав вещества могут вступать в химическое взаимодействие, образуя химическиесоединения. Или взаимно растворяться друг в друге, образуя растворы.

Дата добавления: 2014-01-11