ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Металлы, их природа и строение из "Основы металловедения " Характерным признаком металлов или металлических материалов является их специфический блеск и непрозрачность, а также обнаруживаемые ими повышенные электропроводность и теплопроводность. Эти признаки обусловливаются теми особенностями во внутреннем строении атомов металлов и их взаимном сочетании, которые отличают их от прочих тел — неметаллических. [c.8] С атомным строением необходимо прежде всего ознакомиться для того, чтобы понимать в дальнейшем поведение металлов при их изучении. [c.8] При рассмотрении строения атомов обратимся к периодической системе элементов Д. И. Менделеева, приведенных на фиг. 1 в таком виде, чтобы яснее выделить в ней элементы, которые могут быть отнесены к металлам. Металлические элементы, расположенные левее жирной линии, составляют почти % всех существующих в природе элементов. [c.8] Согласно современной теории строения атомов, каждый атом представляет сложную систему, которую в грубом приближении можно представить как состоящую (схематически) из положительно заряженного ядра (содержащего положительные частицы — про-тоны, а также и ряд другого рода частиц, как, например, нейтральных — нейтронов) и из вращающихся вокруг него отрицательно заряженных частиц — электронов. Число электронов, равное числу протонов в ядре атома каждого элемента, различно и определяет порядковый номер элемента в периодической системе, изменяющийся от 1 (для простейшего атома водорода) до 92—101 (для урана и других вновь открытых элементов). [c.8] Электроны вращаются по орбитам, находящимся на разном расстоянии от ядра и определяющим так называемые уровни анергии движущихся по ним электронов. [c.8] Наибольшее значение в отношении влияния на свойства элементов имеют электроны крайней (внешней) орбиты, определяюш,ие валентность элемента, почему они получили название в а л е н т-н ы X. Число их на орбите может изменяться от О до 8 в соответствии с положением элемента в той или иной вглентной группе таблицы Менделеева. Полагают, что эти электроны при близком расположении атомов, образующих элемент-металл, могут легко перемещаться между сравнительно малоподвижной остальной частью атома — ядрами с внутренними электронами, представляющими то, что называют обычно ионами элемента. Таким образом, строение металла представляется как скопление атомов с относительно малоподвижными ионами, имеющими преимущественно колебательное движение около некоторых центров — у з л о в, и с окружающими их валентными электронами, которые иногда называют свободными, так как они легко смещаются с одной наружной орбиты на другую и своею подвижностью до известной степени напоминают смещение частиц в газе или жидкости. Поэтому для таких подвижных электронов и применяют термин электронный газ или электронная жидкость. [c.10] Наличием таких свободных электронов прежде всего и объясняются указанные выше характерные свойства, присущие металлическим телам. Этими же валентными электронами определяются и связь между атомами, и их взаимодействие при образовании внутренней, междуатомной структуры как в простых, так и в сложных металлах (сплавах). [c.10] При сближении атомов по мере понижения температуры из газового состояния возникает конденсированное состояние — жидкое или твердое, которое создается прежде всего взаимодействием внешних электронов, образующих общую (коллективную) электронную систему, обусловливающую связь между атомами (силы сцепления), а также их взаимное сочетание в твердом состоянии в геометрически правильные группировки, называемые кристаллическими образованиями. [c.10] Таким образом в твердом состоянии металл представляет собою положительно заряженные ионы, удерживаемые на определенных расстояниях друг от друга быстро двигающимися между ними коллективизированными электронами. [c.10] В жидком состоянии, при наличии некоторой связи между частицами (ионами), обычно не наблюдается правильности в их относительном расположении. Такие тела с беспорядочным расположением частиц (атомов, ионов) называются аморфными. [c.10] Кроме жидкостей, аморфными являются многие тела, которые обычно считаются твердыми, например, различные стекла. Однако сходство их внутреннего строения с жидкостями дает основание рассматривать такие тела как жидкости с очень большим внутренним трением между частицами, утратившими основное свойство жидкости, — текучесть. [c.10] Металлы же и их сплавы в своей массе в твердом состоянии не бывают аморфными, т. е. являются телами кристаллическими, и поэтому остановимся подробнее на том, что представляют собою такие тела и каковы их особенности (в отличие от аморфных). [c.11] Вернуться к основной статье