Будова твердого тіла

Класифікація металів

Всі метали поділяються на чорні та кольорові метали. Чорні метали: 1. Залізні метали - залізо, кобальт, нікель (так звані феромагнетики) і близький до них за властивостями марганець. Co, Ni, Mu часто застосовують як добавки до сплавів заліза, а також в якості основи для відповідних сплавів, схожих за своїми властивостями на високолеговані сталі.
2. Тугоплавкі метали, температура плавлення яких вища, ніж заліза (1539С). Застосовують як добавки до легованих сталей, а також в якості основи для відповідних сплавів. До них відносять: Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Tc, Hf, Ta, W.
3. Уранові метали - актинідії, що мають переважне використання у сплавах для атомної енергетики. До них відносять: Ас, Th, U, Np, Pu, Bk, Cf, Md, No.
4. Рідкоземельні метали (РЗМ) - La, Ce, Nd, Sm, Eu, Dy, Lu, Y, Sc та ін, що об'єднуються під назвою лантаноїдів. Ці метали мають вельми близькими хімічними властивостями, але досить різними фізичними (Тип. та ін.) Їх застосовують як присадки до сплавів інших елементів. У природних умовах вони зустрічаються разом і важко разделіми на окремі елементи. Зазвичай використовується змішаний сплав - 40-45% Се і 40-45% всіх інших РЗМ.
5. Лужноземельні метали - у вільному металевому стані не застосовуються, за винятком особливих випадків, наприклад, теплоносії в атомних реакторах. Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Ca, Sr, Ba, Ra.
Кольорові метали поділяються на:
1. Легкі метали - Ве, Mg, Al, що володіють малою щільністю.
2. Благородні метали - Ag, Pt, Au, Pd, Os, Ir, та ін Сu - полублагородний метал. Мають високу стійкістьпроти корозії.
3. Легкоплавкі метали – Zn, Cd, Hg, Sn, Bi, Sb, Pb, As, In, Ga, Ge.

Широко використовуються такі групи металів:

· чорні метали — залізо, манган, хром - є основними продуктами чорної м;

· дорогоцінні метали - золото, срібло і платина - використовують в ювелірній промисловості, електроніці, електротехніці, хім промисловості;

· важкі метали - мідь, цинк, олово і свинець - застосовують в машинобудуванні, електротехніці, енергетиці; рідкісні важкі метали нікель, кадмій, вольфрам, молібден, манган, кобальт, ванадій, бісмут використовують як тугоплавкі конструкційні матеріали, а також в сплавах з чорними металами як легуючі елементи;

· легкі метали - алюміній, титан і магній - використовують як конструкційні матеріали в авіації, космічній галузі, автомобилебудуванні;

· лужні метали - калій, натрій і літій - використовують переважно у сполуках у вигляді солей та електролітів;

· лужноземельні метали - кальцій, барій і стронцій - застосовують в хімії

Твердими називають такі тіла, які зберігають об'єм і форму навіть під час дії на них інших тіл (сил). Причиною такої стійкості є характер руху і взаємодії молекул: вони не можуть змінювати положення своєї рівноваги, здійснюючи малі коливання і обертаючись навколо нього. Енергія і амплітуда коливань тим більша, чим вища температура тіла.За впорядкованістю положення рівноваги тверді тіла поділяють на кристали і аморфні тіла. Аморфні (від грецької – безформний) тіла є твердими тілами, які не мають від природи певної форми, яку їм можна надати шляхом механічної, термічної та іншої обробки. Аморфним тілам, як і рідинам, притаманний ближній порядок розташування молекул (див. п.4.12). Власне, це є переохолоджені рідини. Такими тілами є скло (розплавлений кварц), янтар, смоли, бітуми тощо.

Кристалічні тіла є твердими тілами, які мають тривимірну періодичну атомну (молекулярну) структуру. Вивчення кристалів за допомогою рентгенівських променів показало, що частинки кристалів мають певне правильне за закономірне розташування – просторову кристалічну решітку, яка має вузли кристалічної решітки – точки, в яких розташовані атоми (молекули, іони), та відносно яких вони і здійснюють коливання.

Кристалічні тверді тіла характеризуються дальнім порядком – регулярним періодичним повторенням розташування атомів та молекул на значних відстанях в усіх трьох вимірах. Крім того, в кристалічних тілах розташування молекул відповідає мінімуму їх потенціальної енергії, що відповідає умові рівноваги тіла.

Великі поодинокі правильні кристали, частинки яких утворюють єдину кристалічну решітку, називаються монокристалами. Прикладами монокристалів є сіль, гірський кришталь, лід тощо. Але більшість твердих тіл є полікристалами, які представляють собою безліч хаотично орієнтованих монокристалів. Наприклад, метали, гірські породи, сплави, бетони тощо.

Дата добавления: 2015-05-07