Вопрос 1. Типы металлических связей.

Ковалентная связь образуется между атомами одного или нескольких химических элементов с близкими ионизационными потенциалами. В чистом виде ковалентная связь реализуется при взаимодействии элементов с наполовину заполненными электронными оболочками. H₂ ,C, Si, Ge, Sn.

Ионная связь образуется при взаимодействии атомов с малым количеством валентных электронов и атомов с большим количеством электронов на валентных оболочках. При этом наружные электроны атомов с низкими потенциалами ионизации переходят на валентные оболочки атомов с высокими ионизационными потенциалами.

Металлическая связь образуется между атомами одного или нескольких химических элементов, у которых валентные электронные оболочки застроены меньше чем на половину. Поскольку энергия иона минимальна при полностью заполненной внешней оболочке, атомы отдают внешние валентные электроны и превращаются в положительно заряженные ионы, между которыми находятся свободные электроны (электронный газ).

Вопрос 2.Пространственная кристаллическая решётка.

Элементарная ячейка кристалла – та минимальная конфигурация атомов, кот. сохраняет свойства кристалла и при трансляции которой можно заполнить сколь угодно большой кристалл.

Общее свойство металлов и сплавов – их кристаллическое строение, характеризующееся определенным закономерным расположением атомов в пространстве. Для описания атомно-кристаллической структуры используют понятие кристаллической решётки, являющейся воображаемой пространственной сеткой ионами в узлах. Для однозначного описания элементарной ячейки кристаллической решётки необходимо знание величин параметров a, b, c(расстояния между центрами атомов) и углов между ними.

Вопрос 3. Типы кристаллических решёток.

1-кубическая, 2-тетрагональная, 3-ромбическая, 4-ромбоэдрическая, 5-гексагональная, 6-моноклинная, 7-триклинная.

Координационное число – число атомов, находящихся на наиболее близком равном расстоянии от данного атома.

Плотность кристаллической решетки, т.е. объём, занятый атомами, характеризуется коэффициентом компактности.

Коэффициент компактности Q равен отношению суммарного объёма, входящих в решётку, к объёму решётки.

Вопрос 4. Поры кристаллических решёток.

В пространственной решётке помимо атомов имеется свободное пространство, образующее поры. Различают октаэдрические и тетраэдрические поры.

Вопрос 5. Полиморфизм.

Некоторые металлы при разных температурах могут иметь различную кристаллическую решётку. Способность металла существовать в различных кристаллических формах носит название полиморфизма или аллотропии. Принято обозначать полиморфную модификацию, устойчивую при более низкой температуре, индексом α, при более высокой β, затем γ и т.д.

Вопрос 6.Точечные дефекты.

Точечные дефекты возникают при воздействии тепловых или силовых нагрузок. Атомы, находящиеся в узлах кристаллической решетки колеблются. В любой момент в кристалле всегда проявляются атомы, имеющие большую энергию по сравнению с близлежащими атомами. При чем этой энергии хватает не только на то, чтобы атомы вышел из своего узла, но и на то, чтобы он преодолел потенциальные барьеры, выстраиваемые на его пути близлежащими атомами.

В результате узел, из которого вышел атом, остается вакантным. Этот дефект получил название – вакансия. Вышедший атом, попавший в междоузлие – также дефект, получивший название дислоцированный атом.

Как в первом, так и во втором случаях кристаллическая решетка искажается вокруг дефекта на несколько атомных периодов.

Вокруг вакансий решетка как бы искажается, пытаясь залечить вакансию, а вокруг дислоцированного атома – наоборот. Вакансию иначе называют «дыркой».