Материаловедение

Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу Материаловедение

Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .

Страницы: 1 2 3... 13 14 15 16 17 18 19... 382 383 384

	 16 Закономерности формирования структуры материалов дит обобществление электронов, зави­сит от валентности элемента и может быть определено согласно правилу (8— ЛГ), где N — валентность элемента. Например, для углерода это число рав­но 4. Рассмотрение такого обобществления проще начать с простейшей системы — молекулы водорода. Этот случай пред­ставляет типичный пример ковалентной связи, осуществляемой двумя электро­нами с антинаправленными спинами. В электрическом поле двух протонов находятся два электрона. Оба электрона молекулы водорода принадлежат обоим атомам и, вследствие перекрытия ва­лентных зон, все время «кочуют» от одного атома к другому, образуя об­менные ковалентные силы. В ковалентных кристаллах в узлах кристаллической решетки располагают­ся атомы, между которыми действуют те же силы. Например, атом углерода имеет четы­ре валентных электрона, посредством которых он образует четыре напра­вленные связи и вступает в обменное взаимодействие с четырьмя соседними атомами. Между каждой парой атомов происходит обмен валентными электро­нами, подобно атомам в молекуле водо­рода. В природе углерод встречается в двух кристаллических формах (рис. 1.12). Обе кристаллические решетки характеризует наличие у каждого атома четырех сосе- дей. В сложной решетке алмаза все четыре соседа располагаются на одина­ковом расстоянии от центрального ато­ма (хорошо видно в элементе, показан­ном штриховой линией). В слоистой гексагональной решетке графита один из четырех соседей (см. жирные линии на рис. 1.12) находится на значительном удалении. Между тремя атомами в плоскости основания решет­ки действуют ковалентные силы, а ме­жду основаниями-слабые силы Ван-дер-Ваальса. При деформации графита в первую очередь разрушаются связи между слоями, чем и объясняется низ­кая твердость графита. Коэффициент линейного расширения велик в напра­влении действия сил Ван-дер-Ваальса (см. табл. 1.2). Ковалентная связь характеризуется направленностью, так как каждый атом вступает в обменное взаимодействие с определенным числом соседних ато­мов. Вследствие этого атомы в кова­лентных кристаллах укладываются не­компактно и образуют кристаллические структуры с небольшим координа­ционным числом. Так, кубическая ре­шетка алмаза имеет координационное число 4 (К4). Направленность межатомных связей и неплотноупакованные кристалличе­ские структуры приводят к низкой пла­стичности и высокой твердости (алмаз самый твердый материал). Вследствие большой энергии связи ковалентные кристаллы характеризуют­ся высокими температурами плавления (у алмаза она равна 5000 °С) и испаре­ния. Образование заполненных валентных зон при такой связи превращает кова­лентные кристаллы в полупроводники и даже диэлектрики. Алмаз - полупро­водник. Хорошая электрическая прово­димость графита объясняется заменой одной из четырех ковалентных связей связью Ван-дер-Ваальса, в результате чего появляются свободные носители электрического тока. а) 6 Рис. 1.12. Кристаллические решетки ал­маза (а) и графита (б) rss Карта

Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу