Образование - твердое тело
Cтраница 3
Под кинетикой структурообразованпя понимают скорость изменения во времени структурно-механических параметров, характеризующих степень развития структуры и образования твердого тела. В качестве таких параметров обычно выбирают предел прочности ( чаще всего на сдвиг), модуль упругости, собственную частоту колебаний, эффективную вязкость. [31]
По закону Коппа теплоемкость твердых соединений почти равна сумме теплоемкостей его составных частей, следовательно, согласно уравнению Кирхгофа теплота образования твердых тел в очень слабой степени зависит от температуры. [32]
Реальное представление развивающихся пространственных структур при умножении на комплексное число позволяет получить объяснение для различных типов пространственных осцилляции структурных компонент в неравновесных и равновесных условиях образования твердых тел ( см. работы B. [33]
 |
Схема энергетических зон твердого тела. [34] |
Необходимо еще отметить, что порядок расположения зон в энергетической схеме твердого тела может не соответствоиать порядку расположения энергетических уровней в свободном атоме; в этом случае при образовании твердого тела электроны перераспределяются в соответствии с принципом Паули так, чтобы оказались занятыми все нижние уровни энергетического спектра. В левой части рис. 4 схематически представлен генезис энергетических зон твердого тела в процессе сближения атомов. Эти интервалы ( полосы, или диапа-зоны) разрешенных и запрещенных значений энергии носят название энергетических зон. Как видно из рис. 5, ширина разрешенных зон растет по мере увеличения энергии данного состояния; ширина запретных зон в этом направ-лешш уменьшается. И так же как в отдельном атоме, где для перехода электрона с нижнего квантового уровня на верхний требуется подвести извне энергию, равную энергетической разности этих уровней, так и в твердом теле для перемещения электрона из нижней энергетической зоны в нерхпюю также требуется затратить энергию, равную ширине запретной зоны, лежащей между ними. Это же условие должно соблюдаться и при перемещениях электронов в пределах одной разрешенной зоны. При обратных переходах выделяется энергия, ранная разности соответствующих уровней. Плотность уровней в разрешенных зонах очень велика, так как ширина энергетических зон в твердом теле не превосходит нескольких элсктронвольт, а число уровней в них равно числу атомов в объеме твердого тела. При числе атомов 1022, что соответствует куску твердого тела объемом примерно 1 см3, энергетическая разность соседних уровней составляет 10 - 22 эв. Такое положение позволяет считать, что энергетические уровни образуют в зоне практически непрерывный спектр и перемещение электронов в пределах одной зоны осуществляется очень легко. В частности, энергия, которую приобретает электрон на длине свободного пробега ( 10 - - 4 - 10 - 8эв), намного превосходит ту энергию, которая разделяет соседние уровни в зоне. Здесь, кстати, следует также напомнить, что средняя тепловая энергия колеблющегося атома твердого тела при комнатной температуре составляет 0.04 эв и что тепловая энергия кристаллической решетки может передаваться электронам, чему в энергетической схеме соответствует переход этих электронов на высшие энергетические уровни. [35]
В связи с тем, что размеры пор в породах, склонных к нарушению, превосходят размеры молекул моноконденсатов, последние проникают в пласт и поликонденсируются в нем с образованием твердого тела. Фенолформальдегидный поликонденсат характеризуется хорошей адгезией к полярным поверхностям, благодаря чему частицы породы надежно скрепляются друг с другом. [36]
Анализ процесса поликонденсации фенолов с альдегидами в водных растворах показывает, что можно подобрать такую систему, содержащую фенол, альдегид и воду, у которой реакция поликонденсации пойдет с образованием твердого тела без разделения фаз. Фенольными компонентами должны быть резорцин или водорастворимые алкилрезорцины; наиболее удобным из альдегидов является формальдегид либо в свободном ( формалин), либо в связанном ( уротропин, параформ) виде. Алкилрезорцины могут быть применены в качестве фенольного компонента поликонденсации. Альдегидным компонентом может служить формальдегид или, как показали исследования, фурфурол. [37]
Если бы не существовало эффекта перекрывания полос, о котором говорилось выше, то можно было бы предполагать, что все элементы, имеющие один валентный электрон, должны быть проводниками, а все элементы с двумя электронами, отданными в общее владение при образовании твердого тела, должны быть изоляторами. При образовании тела из N атомов натрия этот уровень расщепляется на N уровней. А у нас имеется только N валентных электронов и, значит, половина энергетической полосы свободна. Поэтому при образовании магниевого кристалла все уровни были бы заняты, если бы не существовало явление перекрывания энергетических полос. [38]
Митчерлих показал, что вещества не только столь сложные как сахар, масла и другие, но даже простое тело - сера получается с различными свойствами ( кристаллической формой, удельным весом, цветом, показателем преломления и др.), смотря по тому, при какой температуре частицы его группируются для образования твердого тела: кристалла или аморфного тела. [39]
Стеной считал, что без колебаний можно принять следующие общие положения: 1) природное тело есть скопление неощутимых частиц, проницаемое для действий, излучаемых магнитом, огнем, иногда светом ( чем именно объясняется эта проницаемость, Стеной отказывался решать); 2) неощутимые частицы в жидкостях находятся в постоянном движении, меняют положение друг в отношении друга, в отличие от частиц твердых тел, которые иногда движутся, но всегда сохраняют одно и то же положение друг в отношении друга; 3) при образовании твердого тела происходит перемещение частиц. [40]
Рассмотрим сначала превращение жидкость - твердое тело. Процесс образования твердого тела при охлаждении жидкости есть процесс образования кристалла ( кристаллизация), и происходит он при определенной температуре - температуре кристаллизации или отвердевания. Так как при таком превращении энергия уменьшается, то она сопровождается выделением энергии в виде скрытой теплоты кристаллизации. [41]
Рассмотрим сначала превращение жидкость - твердое тело. Процесс образования твердого тела при охлаждении жидкости есть процесс образования кристалла ( кристаллизация), и происходит он при определенной температуре - температуре кристаллизации или отвердевания. Так как при таком превращении энергия уменьшается, то оно сопровождается выделением энергии в виде скрытой теплоты кристаллизации. [42]
Упомянутые принципы квантовой механики справедливы и для твердых тел, представляющих собой системы связанных между собой атомов. При образовании твердого тела также должен соблюдаться принцип Паули. Подуровни образуют так называемые энергетические зоны. Это относится как к нижним ( занятым) энергетическим уровням, так и верхним ( свободным) уровням. [43]
Хорошо известно, что в свободных атомах электроны могут иметь не любые значения энергии, а только вполне определенные дискретные значения, отделенные друг от друга широкими запретными интервалами. При образовании твердых тел энергетический спектр электронов претерпевает существенные изменения из-за квантовомеханическо-го взаимодействия электронов. [44]
Таким образом, уровень 3s в атоме натрия заполнен только наполовину. При образовании твердого тела возникающая из этих уровней зона 3s, соответствующая валентным электронам, также оказывается заполненной ровно наполовину, и валентные электроны коллективизируются, свободно перемещаясь по кристаллу. [45]
Страницы: 1 2 3 4