Строение металлов

При комнатной температуре все металлы (кроме ртути) представляют собой твердые тела, имеющие кристаллическое строение, для которых характерно строго определенное расположение в пространстве ионов, образующих узлы решетки. Обычно внешние (валентные) электроны слабо связаны с ядром. Атомы металлов легко их теряют и превращаются в положительно заряженные ионы. Электроны, перемещаясь между ионами, образуют легкоподвижный электронный газ.

Наиболее распространенные кристаллической решётки металлов представлены в табл.1.1.

Между ионами в решётке существуют силы отталкивания, однако, между ионами и свободными электронами – силы притяжения. Силы отталкивания и притяжения уравновешиваются, когда соблюдаются определенные для данного металла условия (рис. 1.1)

При появлении в мировой практике электронных микроскопов в 70-е г. Прошлого столетия были обнаружены и другие построения твердых тел в области наноматерии: фуллерены, фуллероиды, астралены, нанотрубки различных структур и размеров (рис.1.2). Все эти наноматериалы имеют специальные особые свойства, которые позволяют их использовать в уникальных случаях. Современные нанотехнологии позволяют конструировать эти конструкции наномира.

Таблица 1.1

Микроконструкции кристаллических решеток

Наименование микроконструкции	Общий вид микроконструкции	Металлы имеющие такие решетки
Объемноцентрирован­ный куб		α-железа (при комнатной температуре); хрома, вольф­ра­ма, молибдена, ванадия и др.
Гранецентрированный куб (более плотная упаковка)		γ-железо (при высоких тем­пературах); никель, медь, алюминий и др.
Гексагональная ре­шётка (еще более плот­ная упаковка)		магний, берилий, кадмий и др.

Рис. 1.1. Взаимодействие сил отталкивания и притяжения между ионами в зависимости от расстояния между ионами.

Дата добавления: 2013-12-13