Металлы, их характеристика
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
?авнительно простой технологией выплавки чугунов и сталей, их высокой конструктивной прочностью (прежде всего сталей) и относительно небольшой стоимостью.
Характерной особенностью металлов является их металлический блеск и большая электропроводность и теплопроводность. На скалярные свойства чистых металлов структура и примеси до 0 01 % не оказывают существенного влияния. При определении же термоэлектродвижущей силы, магнитного гистерезиса и электросопротивления при низких температурах структура и примеси в количестве даже менее 0 01 % могут изменить числовые значения более, чем на 100 %, поэтому для векториальных свойств чистота металла играет важнейшую роль и, следовательно, в металлах некубической системы характерные векториальные свойства могут быть получены лишь на чисчых монокристаллах. Особенностью металлов является их способность образовывать катионы. Вытеснение одних металлов из их соединений другими металлами впервые было подробно изучено Н. Н. Бекетовым в 1865 г., расположившим металлы по их убывающей химической активности в так называемый вытеснительный ряд. Характерной особенностью металлов является также способность их атомов легко отдавать свои валентные электроны; при этом проявляется активная восстановительная способность. Это имеет место в реакциях соединения металлов с кислородом и неметаллами, а также в реакциях замещения с растворами кислот и солей. Особенностью металлов является их положительный температурный коэффициент сопротивления. Объясняется это тем, что с увеличением температуры усиливается тепловое движение ионов. Это приводит к более частым столкновениям электронов с ионами металла. Последнее, в свою очередь, значительно затрудняет просачивание электронов сквозь металл, и следовательно, увеличивает удельное сопротивление. Характерной особенностью металлов, отличающей их от других веществ, также обладающих электронной проводимостью, является повышение электропроводности с понижением температуры. Теплопроводность металлов объясняется не только перемещением электронов, но и колебательным движением ионов. Характерной особенностью металлов в химическом отношении является проявление ими типичных восстановительных свойств. Особенностью металлов является так же особый металлический блеск, объясняемый их способностью хорошо отражать свет. Между отражательной способностью металла, его электропроводностью и теплопроводностью существует определенный параллелизм: чем сильнее металл отражает свет, тем лучшим проводником тепла и электричества он является. Так, медь, серебро и золото отличаются наибольшей отражательной способностью, и они же являются лучшими проводниками тепла и электричества.
Характерной особенностью металлов является их способность смешиваться друг с другом в расплавленном состоянии и образовывать гомогенные смеси. Они остаются гомогенными и после охлаждения. Системы, образующиеся при затвердении расплавленной смеси металлов, называются сплавами. Строение сплавов может быть различным. Образование того или иного типа сплава зависит от активности металлов. Системы в виде твердых растворов образуются между металлами одной и той же группы или же металлами, у которых близки радиусы атомов. Атомно-кристаллическое строение металлов.
Твердые тела в зависимости от скорости охлаждения при кристаллизации делят на аморфные и кристаллические.
Аморфный металл получается при скоростях охлаждения 106-107 С/с и более в виде тонких лент или мелких частиц. Атомы при этом не располагаются в правильном порядке, не образуют кристаллов. Аморфное твердое тело является изотропным, т.е. обладает одинаковыми свойствами во всех направлениях. Кроме того, ему присущи высокая твердость, хорошая коррозионная стойкость и другие свойства. Если такое тело нагреть до определенной температуры, которая приведет к значительному повышению тепловой активности атомов, то аморфное состояние его перейдет в кристаллическое. Можно получить и смешанную структуру: аморфная основа и образовавшиеся в ней кристаллы.
В кристаллических твердых телах (при меньших скоростях охлаждения) атомы расположены в геометрически правильном порядке, образуя кристаллы и создавая кристаллическую решетку или воображаемую пространственную сетку. Кристаллическим веществам свойственна анизотропия свойств, они имеют различные свойства в разных направлениях. Это объясняется тем, что число атомов, приходящееся на то или иное плоское сечение кристаллической решетки, неодинаково.
Металлы имеют кристаллические решетки различных типов. Чаще всего встречаются три типа: кубическая объемно-центрированная (ОЦК), кубическая гранецентрированная (ГЦК) и гексагональная плотноупакованная (ГПУ) кристаллические решетки. Показанные на рис.1, а - в наименьшие объемы кристаллов называются элементарными кристаллическими ячейками, с помощью которых представляют атомное строение металлов.
Рис. 1. Элементарные кристаллические ячейки:
а - кубическая объемно-центрированная; б - кубическая гранецентрированная;
в - гексагональная плотноупакованная.
В элементарной ячейке кубической объемно-центрированной решетки (рис. 1, а) содержится девять атомов: восемь располагаются по узлам ячейки и один атом - в центре. Такой тип решетки имеют литий, натрий, калий, рубидий, ванадий, молибден, вольфрам, ниобий, тантал, железо и другие металлы.
В элементарной ячейке кубической гранецентрированной решетки (рис. 1,