ми тяжіння між іонами і електронами. Атоми розташовуються на такій відстані один від іншого, при якому енергія взаємодії мінімальна. Як видно з малюнка 2.1, цьому положенню відповідає рівноважний відстань а 0. Зближення атомів на відстань меншу а 0 або видалення їх на відстань більшу а 0, здійсненне лише при вчиненні певної роботи проти сил відштовхування і тяжіння. Тому в металі атоми розташовуються закономірно, утворюючи правильну кристалічну решітку, що відповідає мінімальній енергії взаємодії атомів.
Рис.
Найменший обсяг кристала, що дає уявлення про атомну структурі металу в будь-якому обсязі, отримав назву елементарної кристалічної комірки.
Відстань a, b, c між центрами найближчих атомів в елементарній комірці називаються періодами решітки. Періоди решітки для більшості металів знаходяться в межах 0,1 - 0,7 нм (1 нм=10-9 см.).
Щільність кристалічної решітки - обсягу, зайнятого атомами, які можна умовно розглядати, як жорсткі кулі характеризуються координаційним числом, під яким розуміють число атомів, що знаходяться на рівній і найменшій відстані від даного атома. Чим вище координаційне число, чим більше щільність упаковки атомів.
В елементарній комірці ОЦК найменша відстань між атомами відповідає d=0,5 а. На цьому відстань від даного атома знаходяться 8 сусідів, отже, координаційне число для ОЦК решітки відповідає 8 і позначається К8. Коефіцієнт компактності осередку, який визначається як відношення обсягу, зайнятого атомами, до обсягу осередку становить для ОЦК решітки 68%.
Аналогічно для ГЦК координаційне число дорівнює К12, де відстань між атомами d=0,5 а. ГПУ решітка, для якої с / а=1,633, має координаційне число 12 (Г12), що також відповідає найбільш щільною упаковці. Якщо відношення с / а відрізняється від 1,633 то координаційне число буде дорівнювати 6.
ГЦК ГПУ решітки більш компактні; в них коефіцієнт компактності дорівнює 74%.
При зменшенні координаційного числа в ГПУ решітці з 12 до 6 коефіцієнт компактності становить 50%, а при координаційній числі 4 - всього 25%.
Половину найменшої відстані між атомами в їх кристалічній решітці називають атомним радіусом. Атомний радіус зростає при зменшенні координаційного числа, так при цьому збільшується простір між атомами. Тому атомні радіуси різних металів зазвичай приводяться до К12.
Анізотропія властивостей металів. Неважко бачити, що щільність розташування атомів по різних площинах неоднакова. Внаслідок неоднакової щільності атомів у різних площинах і напрямах решітки властивості (хімічні, фізичні, механічні) кожного монокристала залежать від напрямку вирізки зразка по відношенню до напрямів в решітці. Подібна неоднаковість властивостей монокристала в різних кристалографічних напрямках називають анізотропією. Кристал - тіло анізотропне на відміну від аморфних тіл, властивості яких не залежать від напрямку.
Класифікація кристалічних граток відповідає граничним випадкам. Більшість кристалів неорганічних речовин, належить до проміжних типами - ковалентно-іонним, молекулярно-нековалентним і т.д. Наприклад, в кристалі графіту всередині кожного шару зв'язку ковалентно-металеві, а між шарами - міжмолекулярні.
За рідкісним винятком, метали у твердому стані являють собою тіла, що складаються з величезної кількості дрібних, помітних тільки в мікроскоп зерен кристаликів. У свою чергу ці зерна складаються з ато...
