Координационное число металлов

Типично металлические элементы, расположенные в левой части таблицы Д. И. Менделеева, кристаллизуются в плотной упаковке, т. с. в простые кристаллические ячейки с большим координационным числом. Типично металлическими решетками являются, как указывалось, решетки о.ц.к., г.ц.к. и г.п.у. Действительно, почти все металлы, начиная от цинка, кадмия и ртути и левее, как видно из табл. 6, имеют в большинстве случаев простые решетки. [c.26]

Для неметаллических элементов, расположенных в правой части таблицы, характерно малое значение координационного числа (К4 и меньше). Неметаллы обладают меньшей плотностью и меньшим удельным весом, чем металлы. [c.26]

Фазы внедрения возникают при взаимодействии металлов переходных групп с металлоидами, у которых незначительные атомные размеры Н(г=0,046 нм), Ы(г=0,071 нм), С(г=0,077 нм). Внедрение атомов металлоидов в кристаллическую решетку металлов (образование фаз внедрения) может проходить при условии, если отношение г металлоида к г металла меньше или равно 0,59. При этом атомы металла образуют решетки типа К8, К12 и Г12, а атомы металлоидов внедряются в них в определенном порядке, характеризующемся координационным числом. Практически в сплавах металлов фазы внедрения не соответствуют стехиометрической формуле (в избытке атомы металла и в недостатке атомы металлоидов), т. е. происходит образование твердых растворов вычитания, Фазами внедрения в сталях и сплавах являются большинство карбидов и нитридов. [c.33]

Приведем расчет энергии взаимодействия пары атомов металла и взаимодействия таких же атомов в решетке. Например, для лития энергия связи в молекуле Li, w=l,14 эВ, равновесное межатомное расстояние равн. 2,7 А. Для кристаллической решетки 1л энергия решетки №1,7 эВ, равновесное расстояние между атомами составляет 3,03 А и, формально, при координационном числе к.ч.=12 энергия межатомной связи в решетке равна 0,14 эВ. Таким образом, при ослаблении межатомных связей в кристалле на-- [c.301]

Для неметаллических элементов характерно малое значение координационного числа (К4 и меньше), поэтому они обладают меньшей плотностью и меньшей удельной массой, чем металлы. Жаропрочные металлы кристаллизуются в плотной упаковке и имеют координационные числа К8 и К12, Атомный радиус элемента г, определяемый как расстояние между центрами наиболее близко расположенных атомов, является периодическим свойством вещества (табл. 2). [c.20]

А. Элементарная ячейка шпинели имеет 64 тетраэдрических промежутка, образованных четырьмя ионами кислорода (места типа А, координационное число 4) и 32 октаэдрических промежутка, образованных шестью ионами кислорода (места типа В, координационное число 6). Часть этих промежутков, а именно, восемь тетраэдрических и 16 октаэдрических, заполнена катионами металлов, остальные свободны. Таким образом, только одна четвертая часть промежутков заполнена катионами. Элементарную ячейку шпинели можно считать состоящей из ВОСЬМИ октантов. Расположение катионов металлов одинаково в двух соседних октантах, разделенных ребром, и [c.183]

А, а у алюминия 4,041 А. Современные методы позволяют измерять параметры решетки с точностью до четвертого или даже пятого знака. Многие свойства металлов связаны с координационным числом. В простой кубической решетке координационное число равно 6. В кубической гранецентрированной решетке атомы располагаются по вершинам элементарной ячейки и в центрах ее граней. Каждый атом в этой решетке окружен 12 ближайшими соседями. Координационное число в этой решетке равно 12. Почти все металлы — цинк, кадмий, ртуть и далее левее в периодической таблице, имеют простые решетки с координационными числами 8 и 12. Для неметаллов, наоборот, характерно малое значение координационного числа. [c.31]

Висмут. Висмут принадлежит к металлам с так называемой рыхлой упаковкой атомов в твердом состоянии. При плавлении эта упаковка, по-видимому, нарушается, в результате чего координационное число висмута увеличивается от 6 в кристалле до 7—7,5 в жидкости, а плотность соответственно возрастает. [c.7]

По мере нагрева жидкой фазы происходит разрушение направленных связей, повышение концентрации вакансий и соответственно понижение координационного числа, т. е. происходит постепенный переход к статистической упаковке без направленных связей. Таким образом, свойства жидких металлов могут существенно отличаться от свойств металлов в твердой фазе, но при температуре плавления имеет место определенная закономерность изменения тех или иных свойств металлов. Новые исследования указывают на то, что количественная оценка характеристики изменения свойств взаимосвязана с удельной теплотой фазового перехода [50]. [c.46]

При моделировании полиморфных и фазовых превращений в металлах предполагалось, что при переходе к новому структурному состоянию изменяется общая энергия системы, что связано с изменением энергии межатомной связи, параметра решетки, координационного числа и т. д. Эта избыточная энергия АЕ при малых скоростях охлаждения выделяется в окружающую среду в виде теплового эффекта превращения а при высоких - рассеивается в металле в виде дополнительных элементов структуры системы Поскольку любое изменение структуры системы приводит к изменению напряжений в системе на величину [c.189]

Половину наименьшего расстояния между атомами в их кристаллической решетке называют атомным радиусом. Атомный радиус возрастает при уменьшении координационного числа, так как при этом увеличивается пространство между атомами. Поэтому атомные радиусы разных металлов обычно приводятся к К12. [c.15]

Для типичных металлических структур (гл. II) характерны большие координационные числа. Поэтому связи в металлах не могут быть локализованы. Действительно, имея 12 соседей, атом не может образовать одновременно 12 ковалентных связей. Это можно пояснить качественно на примере металлического лития, имеющего решетку о. ц. к. В нем связь между данным атомом и 14 соседями (в двух координационных сферах расстояния до первых восьми и вторых шести соседей мало различаются) осуществляется единственным 25-электроном, который таким образом сильно размазан . Это следует также из срав- [c.23]

Роль дислокаций при старении железа детально изучена Скаковым [186—188]. Автор полагает, что место предпочтительного выделения фазы (е-карбид или цементит в Fe — С или а" и Y в Fe — N) определяется концентрационными и структурными факторами. Поскольку фазы выделения имеют то же координационное число, что и матрица, поверхностная энергия границ раздела такая же, как на границе различных модификаций при полиморфном превращении чистого металла, и при малых размерах частиц ею можно пренебречь. [c.234]

Плотность кристаллической решетки и многие свойства металла определяются координационным числом. [c.14]

При плавлении плотность большинства металлов понижается. Можно отметить, что у металлов с наиболее компактной решеткой при плавлении удельный объем увеличивается максимально. Элементы, имеющие в твердом состоянии некомпактную решетку (ЗЬ, В1, Са, 51) с небольшим координационным числом (1—3), при плавлении становятся более компактными, их плотность увеличивается, а координационное число составляет уже 8—10, [c.288]

Относительная концентрация вакансий и внедренных атомов зависит от температуры Т и энергии требуемой для их образования, Св = ехр [—UJ KT)] [47]. В первом приближении для вакансии можно оценить по энергии, необходимой для удаления атома с поверхности кристалла,, когда разрывается NJ2 связей (Л/ к —координационное число решетки, см. 2.1) с соседними атомами. Если каждая связь имеет энергию Uq, то — Uq у. X NJ2. Для атомов основного металла, внедренных в плотно упакованные решетки типа ГЦК, ОЦК и ГПУ, энергия образования больше, чем для вакансий. Например, для меди энергии образования вакансий и внедренных атомов отличаются в 3—4 раза. Поэтому концентрация внедренных атомов в чистом металле существенно меньше (на несколько порядков), чем вакансий (для меди при Т = = 1000 К концентрации отличаются более чем на 10 порядков). [c.82]

Тип решетки Координационное число Коэффициент компактности Металл [c.9]

Металлическая связь ненаправленная. Следствием этого является высокое координационное число и большая компактность кристаллических структур металлов. Как указывалось, большим координационным числом, характеризующим компактность решетки, обладают кристаллические структуры ГЦК и ГП. ГПК решетку имеют такие металлы, как Ni, Ag, Си, Au, Fe, Pt, А1 и Pb. ГП решетка встречается у многих металлов, но отношение с/а = 1,633, соответствующее сферической симметрии атомов, имеют лишь Mg и Со. Отклонение с/а от значения 1,633 объясняют наличием доли ковалентной связи и возникшей в результате этого несферической симметрии атомов. При расположении несферических атомов в кристалле своей большой осью вдоль оси z отношение ja> 1,633 (Zn и d). При расположении атомов малой осью вдоль оси z отношение с/а < 1,633 (Be, Ti , Zia). ОЦК решетку имеют Ге , Сг, Мо, W, V, Та, Ti , Nb, Zr g. Такая структура не обладает большой плотностью упаковки. [c.19]

Приведенные ниже значения отношений радиуса металла Ru к радиусу неметалла Днм и соответствующие им координационные числа вытекают из геометрии упаковки шаров разных диаметров [c.22]

В. И. Данилов с сотрудниками [19, с. 131—144] исследовали структуру жидких металлов Bi, РЬ и Sn в медном и серебряном излучениях. Анализ полученных кривых интенсивности в монохроматическом излучении привел к выводу, что в жидких Bi, РЬ и Sn наиболее вероятными являются атомные конфигурации, характерные для кристаллов этих металлов. В металлах, обладающих в твердом состоянии рыхлой упаковкой с низким координационным числом, в жидком состоянии из-за увеличения плотности координационное число возрастает. В жидком Bi координационное число увеличивается от 6 (для твердого Bi) до 7. Последующее более тщательное исследование показало, что в действительности координационное число Bi еще выше [23]. [c.19]

Приведем расчет энергии взаимодействия пары атомов металла и взаимодействия таких же атомов в решетке. Например, для лития энергия связи в молекуле /=1,14 эВ. равновесное межатомное расстояние гравн. 2,7 А. Для кристаллической решетки энергия решетки 11=1,1 эВ, равновесное расстояние между атомами составляет 3,03 А и, формально, при координационном числе к.ч.=12 энергия межатомной связи в решетке равна 0,14 эВ, Таким образом, при ослаблении межатомных связей в кристагше наблюдается выигрыш в энергии кристаллической решетки. Поскольку в пористой части переходного слоя растягивающие напряжения обусловливают увеличение периода решетки (расстояния между атомами), то энергия данной зоны имеет еще большее значение по сравнению с энергией объемной кристаллической решетки, что вносит вклад в интегральную величину поверхностной энергии. [c.120]

В металле свободные электроны определяют не только электрические и другие свойства, но и кристаллическую структуру. Наличие свободных электронов обусловливает ненаправленный и ненасыщенный характер металлической связи. Большинство металлов кристаллизуется в структурах, отвечающих плотнейшей шаровой упаковке атомов с максимальными координационными числами, равными 12 (ГЦК- и ГПУ-решетки). Ряд металлов также кристаллизуется в виде простых ОЦК-структур с координационным числом 8. Рдин и тот же элемент в зависимости от внешних условий может кристаллизоваться в виде различных структур (явление полиморфизма). Например, Li и Na при низких температурах образуют плотноупакованную гексагональную решетку, а при комнатных — кубическую объемно-центрированную. Практически многие металлы обладают свойством полиморфизма. [c.84]

Атомная структура металлических стекол. Как и в любом другом некристаллическом веществе, в аморфном металле отсутствует дальний порядок в расположении атомов. Данные по рассеянию рентгеновских лучей аморфными телами можно пытаться объяснить как в рамках микрокристаллитной структуры, так и в рамках модели непрерывной сетки. Исследования последних лет, в частности опыты по электрон-позитронной аннигиляции, дают веские основания считать, что в аморфном металле существует распределение атомов без каких-либо разрывов типа границ зерен и точечных дефектов, характерных для кристаллов. Предполагается, что в металлическом стекле существует хаотическое непрерывное распределение сферических частиц, характеризующееся плотной упаковкой. Координационные числа, определенные по площади под первым пиком функции радиального распределения, в большинстве случаев оказываются равными 12, т. е. они больше, чем для жидких металлов. [c.372]

Металлы характеризуются существованием частично заполненных энергетических зон, обеспечивающих высокую электропроводность этих веществ. При образовании кристаллов металлов электроны частично заполненных зон объединяются в газ (более точно — жидкость, но изучение вопросов, связанных с поведением электронной жидкости выходит за рамки этого курса) электронов проводимости. Результирующее поле, обусловленное ионами и электронами, в окрестности ионов металлов имеет, как правило сферически-симметричный характер. В связи с этим атомы металлов в первом приближении могут рассматриваться как сферы имеющие характерный радиус, а структуры кристаллов металлов — как системы, состоящие из равновеликих шаров. По этим же причинам металлическая связь не насыщена — к любой пape тройке,... атомов всегда может быть добавлен еще один. В результате металлы характеризуются, как правило, структурами с высокими координационными числами (КЧ). Около 2/3 элементов — металлов имеет структуру с КЧ 12 (ГЦК и ГПУ), околО 20% — структуры с КЧ 8 (ОЦК), остальные с несколько меньшими КЧ. Появление для ряда металлов структур с КЧ, меньшими максимально возможных, указывает на отличие потенциальных полей ионов в соответствующих случаях от сферически-симмет-ричных. Это явление обычно объясняют подмешиванием к металлической связи направленной ковалентной связи. [c.98]

В простейших структурах (металлы, ионные соединения) со сферически-симметричными атомами (и в некоторых других) соседи, окружающие рассматриваемый атом, занимают симметрично равные позиции и находятся на одинаковом расстоянии от центрального. Они составляют первую координационную сферу, а их число называют координационным числом. Следующие по дальности соседи образуют вторую координационную сферу и т. д. В низкосимметричных структурах соседние с центральным атомы могут находиться не на одинаковом, но на сравнительно близких расстояниях. Если совокупности этих расстояний заметно отличаются от следующих групп межатомных расстояний, то подобные соседи также часто объединяются в соответствующие координационные сферы. [c.161]

В модели парного взаимодействия атомов, учитывающей взаимодействие только ближайших соседей, энергия, необходимая для удаления атома металла А из внутреп-ней части кристалла на бесконечно большое расстояние, равна 2Уал, где 2 — координационное число, а Уаа — взятая с обратным знаком энергия взаимодействия соседних атомов А. Для образования вакансии необходимо переместить атом А пз внутренней области кристалла на его поверхность, для чего требуется в среднем приблизительно такая же энергия, как энергия удаления атома с поверхности на бесконечно большое расстояние (равная эиергнп сублимации). Это дает в среднем (для данной [c.39]

Рентгенографические и нейтронографические исследования жидких металлов показывают, что упаковка атомов в жидком металле определенным образом связана с кристаллической структурой, т. е. с пространственным размещением атомов данного металла в твердом состоянии. Например, у натрия, олова и других металлов в жидком состоянии тип упаковки сохраняется при температурах, не только близких к точке плавления, но и при более высоких. Другими словами, жидкие металлы квазианизотропны. Пространственная структура вещества характеризуется так называемым координационным числом, представляющим собой среднее число атомов, находящихся на поверхности сферы, описанной из центра какого-либо атома с радиусом, равным расстоянию до соседнего атома. При переходе из кристаллического состояния в жидкое, т. е. после плавления, [c.6]

Рентгенографическим, нейтронографич в им и другими методами исследования установлено квазианизотропное строение жидкпх металлов. При переходе из твердого в жидкое состояние координационное число и тип кристаллической решетки в большинстве случаев сохраняются (например, у натрия, калия, свинца и ртути). Плавление некоторых металлов, в частности висмута и галлия, сопровождается образованием структуры с более плотной упаковкой атомов. Об этом можно судить пО изменению плотности у твердого висмута при 20° С р = = 9,80 тогда как у жидкого при 280°С р= 10,05 г/см -, [c.7]

Вязкость жидких металлов исследовалась многими авторами в последнее время она была изучена А. Н. Соловьевым [121]. В результате этих исследований установлено, что различные жидкие металлы могут быть по признаку термодинамического подобия разбиты на несколько групп. Например, Na, К, Rb и s (элементы главной подгруппы I группы таблицы Д. И. Менделеева), кристаллизирующиеся в форме центрированной кубической рещетки и имеющие примерна равные значения координационного числа, составляют одну группу, а Ga, Bi, Sb, Hg и Sn — другую группу (сюда же должен быть отнесен и литий, поскольку для него координационное число в жидком состоянии близко к 10). [c.23]

ЖЙДКИЕ МЕТАЛЛЫ — непрозрачные жидкости с электропроводностью a s5-10 См-м . Ж. м, являются расплавы металлов, ИХ сплавов, ряда илтерметаллы ческих соединений, полуметаллов И нек-рых полупроводников. Металлы с плотной кубич, или гексагональной упаковкой атомов (Л1, Ан, РЬ, d, Zn и др.) плавятся с сохраненном тина упаковки атомов и характера межатомных связей. Значение первого координационного числа при этом уменьшается при повышении темп-ры расплава. Кратчайшее межатомное расстояние изменяется мало и может быть как больше, так и меньше соответствующего значения для кристалла. Размеры областей упорядочешюго расположения атомов в.расплавах металлов (вблизи точки нлавлепия) 20А для F , 13А и 15А для К и Аи. [c.36]

Как видно, отношение к Я Для испытанных образцов Gd—Sn примерно равно двум, т. е. такое же, как для олова и большинства металлов [2]. Уменьшение теплопроводности, видимо, здесь также связано с изменением структуры ближнего порядка и координационного числа. Согласно структурным исследованиям [6, 7], в жидких эвтектических сплавах существуют микрообласти размерами 25—50 А, в которых преобладает тст или другой компонент, т. е. области квазиэвтектической структуры. Кривая интенсивности рассеяния рентгеновых лучей жидкого сплава получается как результат наложения соответствующих кривых для компонентов. [c.128]

Входящий в это уравнение предэкспоненциальный множитель Л, по нашему мнению, представляет фактор взаимодействия между собою частиц и, следовательно, должен зависеть от координационного числа и радиуса координационной сферы. Как было показано выше, с увеличением температуры жидкости уменьшается координационное число и увеличивается радиус координационной сферы. Другими словами, с увеличением температуры предэкспоненциальный множитель А должен уменьшаться. Эти наши соображения подтверждаются графической за(Висимостью A=f T) для жидкометаллических теплоносителей, изображенной а рис. 3-6. Эти графики построены на основании проведенной нами обработки экспериментального материала по вязкости жидких металлов, опубликованного в печати [Л. 53, 56, 65]. Как видно из этого графика, для всех однокомпонентных жидкометаллических теплоносителей с повышением температуры жидкости предэкапоиеициальный множитель А уменьшается. Зависимость A=f T) носит сложный гармонический характер, причем характер гармоники более или менее одинаков для теплоносителей одной подгруппы и значительно разнится Между теплоносителями различных подгрупп. [c.185]

Для гранецентркрованной кубической решетки координационное число равно 12 (К12),-,каждый атом имеет 12 ближайших соседей на расстоянии d = 0,5а (рис. 7, б), что соответствует наибольш ей плотности упаковки или укладки в виде шаров. Гексагональная плотноупакованная решетка, для которой с/а = -- 1,633, имеет координационное число 12 (Г12), что также соответствует наибольшей плотности упаковки шаров (атомов) (рис. 7, е). У многих металлов, кристаллизующихся в гексагональной системе, отношение с/а находится в пределах 1,57—> 1,64, т. е. может отклоняться от плотнейшей упаковки, при которой ju 1,633. Если отношение с/а значительно отличается [c.14]

Сплавы в твердом состоянии — это растворы легирующих элементов и примесей в металле-основе, смеси твердых растворов с упрочняющими фазами (гетерогенные структуры), а также эвтектические (или эвтектоидные) смеси. В жидком состоянии частично сохраняется относительное расположение атомов, характерное для твердого тела при нагреве выще температуры плавления нарушается дальний порядок в расположении атомов (т. е. упорядоченное расположение атомов во всем объеме тфисталла), но сохраняется ближний порядою), когда упорядоченность расположения атомов наблюдается лишь в областях с размерами в несколько межатомных расстояний. Так, при плавлении ЩК металлов (А1, N1, Со, Си) их координационное число уменьшается с К = 12 до К = 8—10, т. е. каждый атом теряет несколько соседей. В современных моделях строения жидких металлов в той или иной степени развиваются представления о квазикристаллической структуре жидкости. Экспериментально установлено, что в расплаве железа (при его перегреве на 30—40 °С) сохраняются микрообласти с ОЦК и ГЦК решетками, а в расплаве чугуна — с ГЦК и ромбической (РезС) решетками. [c.302]

Для примера в табл. 1 приведета анизотропия модулей упругости некоторых металлов с различным кристаллическим строением, характеризуемым координационным числом - числом атомов, находящихся на одинаковом расстоянии от рассматриваемого атома. [c.119]

При плавлении плотность большинства металлов понижается. У металлов с наиболее компактной ренгеткой при плавлении происходит максимальное увеличение удельного объема. Элементы, имеющие в твердом состояния некомпактную реаштку (Sb, Bi, Ga, Si) с небольшим координационным числом, при плавле- [c.67]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...