Специфическое свойство - металл
Cтраница 1
 |
Диаграмма напряжение-растяжение. [1] |
Специфические свойства металлов более глубоко объясняются специальным видом связи между атомами, так называемой металлической связью. [2]
Специфические свойства металлов: высокие электро - и теплопроводность вплоть до абсолютного нуля, универсальная связь между двумя указанными характеристиками и др. - определены наличием в металле свободных нелокализованных электронов, электронного газа. [3]
 |
Кристаллическая решетка. а - хлористого натрия. 6 - металла. [4] |
Специфические свойства металлов и в первую очередь пластичность и обрабатываемость являются следствием особой природы межатомного взаимодействия в металлах. [5]
Специфическими свойствами металла являются большие теплопроводность и электропроводность, металлический блеск, непрозрачность для всех длин волн видимого света и наличие плот-нейших упаковок. Теории строения металлов в первую очередь должны удовлетворительно объяснить эти свойства. Ранние теории объясняли высокую электропроводность металла, опираясь на модель, в которой свободные электроны движутся в правильной сетке из положительных металлических ионов. Электроны рассматривали движущимися свободно по законам классической статистики наподобие молекул газа и устойчивость металла считали следствием сил притяжения между положительными ионами и электронным газом. Это представление впервые было предложено Друде и впоследствии расширено Лоренцом. [6]
Это обусловливает специфические свойства металлов ( высокую тепло - и электропроводность, пластичность и др.), что учитывается при использовании металлических порошков в качестве пигментов. [7]
Общеизвестно, что специфические свойства металлов выявляются только при изучении их на материалах высокой чистоты. Классическим примером этого положения может служить германий, полупроводниковые свойства которого обнаруживаются только на материале исключительно высокой степени чистоты. К сожалению, с особочистыми металлами было проведено еще недостаточно исследовательских работ и в этой области предстоит обширная и очень важная работа, главным образом по определению физико-химических свойств металлов и особенно редких металлов. [8]
Количественное установление адсорбционных эффектов, обусловленных специфическими свойствами металла электрода и природой растворителя, представляет высокие требования к точности экспериментальных данных. При использовании метода измерения емкости двойного слоя ( С) для этих целей необходимо применять электрод, который во воем исследуемом интервале потенциалов ( ф) с хорошим приближением можно рассматривать как идеально-поляризуемый. Другим существенным условием использования емкостных данных в термодинамической теории двойного слоя является их равновесность. [9]
В настоящее время принято считать, что все основные свойства металлов определяются природой металлической связи. Но наиболее специфическим свойством металлов, качественно отличающим их от других веществ в конденсированном состоянии, является отрицательный температурный коэффициент электрической проводимости. Это означает, что металлы с р остом температуры уменьшают электрическую проводимость. А носителями электрического тока ( электронами проводимости) в металлах выступают как раз обобществленные электроны. [10]
В настоящее время принято считать, что все основные свойства металлов определяются природой металлической связи. Но наиболее специфическим свойством металлов, качественно отличающим их от других веществ в конденсированном состоянии, является отрицательный температурный коэффициент электрической проводимости. Это означает, что металлы с ростом температуры уменьшают электрическую проводимость. А носителями электрического тока в металлах как раз выступают обобществленные электроны. [11]
Хотя строгая квантовая теория металлов весьма сложна, качественно правильное представление об их основных физико-химических свойствах вытекает из простой и наглядной модели, согласно которой металл представляется как геометрически упорядоченный остов, состоящий из положительно заряженных металлических ионов, погруженный в отрицательно заряженную электронную жидкость. Очень высокая ( я Ю22 см-3) концентрация подвижных электронов обусловливает специфические свойства металлов, такие, как высокая электропроводность и теплопроводность, а также принципиальные отклонения от классического закона Дюлонга - Пти для теплоемкости твердых тел. Для наших целей нет необходимости подробно вдаваться в квантовую теорию твердого тела, а достаточно отметить основные черты энергетического спектра электронов. Пользуясь представлениями зонной модели твердых тел, проследим происхождение свободных электронов в металлических кристаллах по следующей простой схеме. [12]
Если проанализировать весь спектр свойств конструкционных материалов, то станет ясно, что несмотря на значительное развитие пластмасс и керамики, только металлические материалы в состоянии удовлетворить большинство технических требований, особенно требование выдерживать большие нагрузки. Ни один из материалов, кроме металлов, неприменим, например, в случае, когда требуется такое специфическое свойство металлов, как высокая электропроводимость. [13]
По строению электронной оболочки атомов к металлам относят все s - элементы, кроме водорода и гелия, все d - и f - элементы и ряд р-элементов - алюминий, олово, свинец и др. Металлы в конденсированном ( жидком или твердом) состоянии обладают способностью к отражению света, высокой тепло - и электропроводностью, пластичностью и текучестью. Они имеют сравнительно высокие температуры плавления и кипения. Эти специфические свойства металлов объясняются наличием у них особого типа химической связи, получившей название металлической связи. Атомы металлов содержат на внешнем энергетическом уровне небольшое количество электронов, которые достаточно слабо связаны со своим ядром. В то же время атомы металлов имеют много свободных валентных орбиталей. Эти орбитали отдельных атомов перекрываются друг с другом, обеспечивая электронам способность свободно перемещаться между ядрами во всем объеме металла. Следовательно, в кристаллической решетке металлов электроны обобществлены. Они непрерывно перемещаются между положительно заряженными ионами, которые расположены в узлах кристаллической решетки. При этом сравнительно небольшое число обобществленных электронов ( электронного газа) связывает большое число ионов. [14]
Металлическая связь имеет определенное сходство с ковалентнои, поскольку основана на обобществлении валентных электронов. Однако в образовании ковалентнои связи участвуют валентные электроны только двух взаимодействующих атомов, в то время как при образовании металлической связи в обобществлении электронов принимают участие все атомы. Именно поэтому металлическая связь не обладает пространственной направленностью и насыщаемостью, что во многом определяет выше отмеченные специфические свойства металлов. [15]
Страницы: 1 2