Энергия металлической связи

Энергия металлической связи равна энергии атомизации, деленной на координационное число [c.414]

Металлическая связь возникает также при пайке, когда на свеже-протравленную поверхность металла, освобожденную от окисла, наносится расплавленный припой, хорошо смачивающий эту поверхность. Энергия металлической связи сравнима с энергией химической, поэтому адгезия, обусловленная ею, как правило, высока. [c.77]

Если энергия гидратации не достаточна для разрыва связей между ион-атомами и электронами, т.е. энергия металлической связи в кристаллической решетке превышает энергию гидратации, то на поверхности металла могут разряжаться катионы из раствора. Поверхность металла при этом приобретает положительные заряды, которые с анионами раствора также образуют двойной электрический слой (рис. 4. , б). [c.39]

Металлы по сравнению с ковалентными кристаллами имеют более низкие температуры плавления, испарения, модуль упругости, но более высокий коэффициент теплового расширения, что объясняется тем, что энергия металлической связи несколько меньше, чем ковалентной. Металлы более пластичны и менее тверды, чем ковалентные кристаллы, так как их кристаллическая решетка более плотная. Они обладают хорошей электропроводностью. Металлы непрозрачны для электромагнитных волн. Они хорошо отражают излучение, т.е. обладают блеском. [c.17]

Энергия металлической связи несколько меньше, чем ковалентной, поэтому металлы в большинстве случаев по сравнению с ковалентными кристаллами имеют более низкие температуры плавления, модуль упругости, но более высокий температурный коэффициент линейного расширения. [c.20]

Во всех трех больших периодах при переходе от металлов I группы (калия, рубидия и цезия) к металлам VI группы (хрому, молибдену и вольфраму) наблюдается сильное уменьшение межатомных расстояний и диаметров атомов, соответствуюш.ее коллективизации всех валентных электронов и обнажению ) -оболочек остовов. При этом с ростом заряда ионов уменьшается их диаметр и возрастает энергия металлических связей. Атомные диаметры у-марганца плотная кубическая модификация) и S-марганца (объемно-центри- [c.44]

Таким образом, все физические свойства, характеризующие термодинамическую и механическую прочность металлов больших периодов, изменяются совершенно закономерно, указывая на возрастание энергии металлической связи с увеличением числа коллективизированных электронов от 1 эл/атом у щелочных металлов до [c.48]

В ОЦК металлах V—VI групп энергии металлических связей вдоль <111> и ковалентных связей вдоль <100> становятся сопоставимыми, о чем свидетельствует отношение упругих модулей А = = Ящ/ юо близкое к 1 (см. табл. 3). У ниобия коэффициент анизотропии Ехп/Ёюо наиболее низок и равен 0,51, что означает преобладание ковалентной сг-связи вдоль <100> над металлической вдоль <111>. Таким образом, система скольжения <100> 110 в ниобии показывает недостаточность геометрического подхода и требует привлечения электронной теории межатомных связей, учитывающей конкуренцию в ОЦК структурах направленных металлических связей вдоль <111> и ковалентных вдоль <100>. [c.64]

Энергия 12 металлических связей данного атома со своими ближайшими соседями вПГ а-решетке титана (или циркония) примерно равна энергии восьми таких же по длине и энергии металлических связей центрального атома с угловыми в ОЦК решетке и энергии шести ковалентных более длинных связей центрального атома с соседями во второй координационной сфере. Разность энергий обеих решеток равна теплоте полиморфного а -> р превращения [c.77]

ЭНЕРГИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СВЯЗИ [c.42]

Изменение показателей упрочнения, особенно заметное при полиморфных превращениях, должно быть обусловлено изменением энергии межатомной металлической связи, которое происходит в момент превращения [499]. При переходе от плотной (г. ц. к., г. п.) к менее плотной (о. ц. к.) упаковке энергия металлической связи снижается. Поскольку эта энергия определяется концентрацией электронного газа, то все свойства, характеризующие механическую прочность решетки, при уменьшении плотности упаковки скачкообразно снижаются. Этот скачок, поскольку он связан с величиной изменения межатомного пространства и, следовательно, с соответствующим изменением концентрации коллективизированных электронов, приходящихся на единицу объема, оказывается тем больше, чем больше разность в значениях координационных чисел в момент превращения. Видимо, при переходе от одной плотной упаковки к другой этот скачок на температурной зависимости может и не наблюдаться. Возможно, поэтому на графике Ах (Т) стронция при переходе г. ц. к. — г. п. указанный скачок не обнаружен. Подобная же картина, когда превращение происходило без скачка, наблюдалась на температурной зависимости твердости кобальта [131] при переходе г. п.г. ц. к., при этом на кривой обнаруживался лишь излом. [c.220]

Чтобы электроны могли покинуть металл, они должны обладать запасом энергии для преодоления электростатического притяжения ионов. Прочность связи электрона в данном металле характеризуется величиной работы выхода электрона, т. е. количеством энергии, которое необходимо для выделения электрона из металла. Только в случае придания электронам дополнительной энергии (нагрев, облучение ультрафиолетовыми лучами и др.) можно создать условия для выхода электронов из поверхностного слоя металла. В обычных условиях выход электронов из металла невозможен. Металлическая связь бывает весьма прочной металлам свойственна высокая твердость, высокая температура плавления и пр. [c.10]

Все эти особенности металлов, перечень которых можно расширить (добавив оптические, гальваномагнитные и другие свойства), определяются наличием частично заполненных зон и связаны со строением внешних электронных оболочек атомов. Указанные признаки характеризуют металлическую связь. Величина энергии этой связи будет подсчитана в следующем параграфе. [c.99]

В заключение отметим некоторые физические свойства ковалентных кристаллов (помимо упомянутых ранее). Энергия ковалентной связи (- 10 эВ/ат) близка к энергии ионной и металлической связей. Ковалентные кристаллы отличаются высокими температурами плавления, большой прочностью и твердостью, нередко — хрупкостью. [c.105]

Энергия системы состоит из энергии отталкивания ионов (электронов) и притяжения ионов и электронов. Для составляющих энергии кристалла, связанного силами металлической связи [c.10]

СМЕШАННАЯ СВЯЗЬ. Все четыре типа связи строго не разграничены и взаимно не исключают одна другую. Тип связи может зависеть от температуры и давления. Так, германий — полупроводник при комнатной температуре является типичным представителем материала с ковалентной связью. При высоких температурах и очень высоких давлениях он приобретает металлические свойства (электропроводность). Смешанный, ковалентно-металлический тип связи возникает тогда, когда атом обладает двумя незаполненными внешними оболочками. Например, Ni и Fe имеют не до конца заполненную З -оболочку. Этим свойством обладают также элементы переходных металлов и элементы подгруппы IVB таблицы Д. И. Менделеева. Металлическую связь здесь образуют электроны внешней оболочки. Электроны незаполненной оболочки могут давать ковалентные связи, что приводит к увеличению энергии связи, появлению ее зависимости от углов и снижению радиуса действия со всеми вытекающими отсюда последствиями, характерными для ковалентной связи (табл. 1). [c.11]

А. П. Семенов предложил теорию схватывания металлов, т. е-образования металлических связей, в результате совместного пластического деформирования, приводящего к объединению кристаллических решеток. Для схватывания реальных металлов необходимо преодоление некоторого энергетического порога или барьера (энергии активации), величина которого зависит от степени рассогласования кристаллических решеток и гибкости связей в кристаллах данных металлов. При сдавливании двух чистых поверхностей поликристаллического металла могут образоваться лишь отдельные металлические связи или мельчайшие участки соединения благодаря случайному совпадению направлений кристаллических [c.4]

Металлическая связь присуща типичным металлам и многим интерметаллическим соединениям. Энергия этой связи также высока (сотни килоджоулей на моль). Характерными решетками для металлов являются кубические гранецентрированная (ГЦК) и объемно-центрированная (ОЦК) и гексагональная плотной упаковки. Металлы обладают высокой электро- и теплопроводностью, вызванной наличием свободных электронов, и высокой пластичностью, обусловленной характером связи, позволяющей смещаться без разрушения одной части решетки относительно другой на значительные расстояния. Наличием свободных электронов объясняется также непрозрачность и высокая отражательная способность металлов. [c.20]

Энергия межатомной связи в металлах представляет собой работу диссоциации металлического кристалла при абсолютном нуле на газ положительных ионов и электронов. [c.6]

По современным научным воззрениям не только органические, но и неорганические неметаллические материалы имеют полимерное строение. Ковалентные, ионные и дисперсионные химические связи в полимерных материалах исключают наличие в объеме тела подвижного электронного газа, образующего металлическую связь и легко переносящего тепловую и электрическую энергию. Поэтому одним из основных отличий неметаллических материалов от металлов, сплавов и графита имеющего также металлическую связь между плоскостями кристаллической решетки) являются их тепло- и электроизоляционные свойства. [c.7]

Металлическая связь отлична от других видов связи частиц в кристаллах. Природа ее обусловлена взаимодействием ионов с электронами, переходящими от одного иона к другому. Последнее сближает металлическую связь с ковалентной, однако в отличие от нее металлическая связь не обладает ни направленностью, ни насыщенностью, определяемой валентностью соответствующих атомов, что сближает ее с ионной связью. Степень связанности электрона в металле в определенной степени характеризуется работой выхода электрона, измеряемой наименьшей энергией электромагнитных колебаний, способной выделить электрон, или температурой, при которой начинается термоэлектронная эмиссия. Экспериментально найденные значения работы выхода электрона для некоторых металлов приведены в табл. 17. [c.110]

Энергию кристалла, связанного силами металлической связи, можно представить в виде следующего выражения [1] [c.110]

Металлическая связь для каждого металла может быть охарактеризована энергией, необходимой для ее 1 разрыва. Ниже приводятся значения энергии разрыва I связей (теплот сублимации) для некоторых металлов [c.13]

Кратчайшие межатомные расстояния в металлах эквивалентны длине связей в молекулах и ковалентных кристаллах и имеют столь же фундаментальный характер (рис. 16). Энергия металлической связи равна энергии атомизации, деленной на координационное число Ямет.св АЯ т К. ДлЯ ОЦК ВОЛЬфраМЗ мет.св 200/8— 25 ккал/г-связь, а для рения, имеюш.его плотную гексагональную [c.44]

Металлические связи образуют структуры путем взаимодействия положительных ионов решетки (атомных остатков) и делока-лизированных, обобществленных электронов. Эти связи являются гомеополярными. Они по существу не относятся к химическим, и понятие металлические связи можно считать качественным, так как металлы не имеют молекулярного строения, а их атомы соединяются в кристаллические образования. Этот вид связи и обусловливает высокую прочность, пластичность и электропроводность металлов. Энергия связи — около Ю Дж/моль. Прочная металлическая связь наблюдается при образовании интер-металлидов и некоторых твердых растворов. Одна из ее особенностей — отсутствие насыщения, определяемого валентностью соответствующих атомов. [c.10]

Металлическая связь по своей природе имеет значительное сходство с ковалентной связью. В обоих случаях электронные орбиты сливаются, но в металле происходит обобщение не отдельных, а всех валентных электронных орбит. При этом устанавливаются общие уровни энергии во всем объеме кристалла. Число уровней будет одного порядка с числом атомов в данном )бъеме металла. Уровни весьма близки между собой и образуют нергетические полосы или зоны, которые иногда рассматривают как расщепление валентных уровней (орбит) отдельных атомов. [c.10]

Исходя из ненаправленного характера связей в металлах, следовало бы ожидать, что все они должны иметь кристаллические решетки с максимально плотной упаковкой атомов. Однако в действительности наряду с плотнейшими упаковками (г. ц. к. и г. п. у. решетки) среди металлов весьма распространены и менее компактные структуры (о. ц. к.). Это можно объяснить повышением энергии электронного газа валентных электронов с увеличением компактности, с наложе1нием на металлическую связь ковалентной доли связи и др. [c.10]

Принято различать три типа связи металлическую, ковалентную и ионную полагают, что металлическая связь в отличне от других не направлена ковалентная (гомеополярная) связь направлена. Типичный пример такой связи — молекула водорода. Это очень сильная связь, поскольку при реакции Н1-1-Н1 = Н2 выделяется энергия 436 кДж/моль, т. е. даже больще, чем при реакции Н-1-С1 = НС1 (430 кДж/моль). В молекуле водорода два электрона с противоположными спинами соседних атомов образут общую орбиталь. [c.194]

Температура плавления соединений А" понижается с ростом суммарного атомного номера и атомных масс, входящих в соединение элементов. Точки плавления лежат выше соответствующих температур плавления элементов, из которых состоит соединение, за исключением антимонида индия, температура плавления которого (536 °С) лежит между температурой плавления сурьмы (630 °С) и индия (156 °С). С увеличением атомной массы н суммарного атомного номера соединений уменьшается ширина запреш,еиной зоны, так как происходит размывание электронных облаков ковалентных связей и они все белее приближаются к металлическим. Скачкообразный переход к металлической связи наблюдается у сплавов индия с висмутом, галлня с сурьмой и т. д. Прямые, характеризующие изменение ширины запрещенной зоны в зависимости от суммарного атомного номера соединения (рис. 8-27), и прямые, показывающие изменение температуры плавления соединений, приближенно можно считать параллельными. Следовательно, между шириной запрещенной зоны и температурой плавления соединений имеется прямая пропорциональность. Наблюдаемая закономерность объяснима, если исходить из теоретических представлений о ток, что ширина запрещенной зоны зависит от вида связи, а видом и прочностью связи определяется энергия кристаллической решетки и, следовательно, температура плавления вещества. [c.262]

Для анализа устойчивости 1фисталлической решетки и характеристик прочности межатомной связи металлических кристаллов рассмотрим подходы к оценке максимальной (идеальной) прочности с использованием термодинамических и упругих констант кристаллов. С позиции принципов синергетики критические параметры, контролирующие устойчивость системы вблизи точек бифуркаций, инвариантны к виду подводимой энергии. В связи с этим за энергетический критерий устойчивости кристаллической решетки можно принять энергию, необходимую для нагрева кристалла до температуры плавления и его плавления [266]. Она определяется работой, которую надо произвести над кристаллической решеткой при заданных температуре и давлении, чтобы перевести ее в состояние, подобное состоянию металла при температуре плавления. Эта аналогия вытекает из инвариантности энергии, контролирующей бифуркационную неустойчивость систем, к условиям подвода энергии. [c.147]

КМ с алюминиевой матрицей. Перспективы эффективного использования КМ с алюминиевой матрицей обусловлены достаточно высокими удельными прочностными характеристиками материала матрицы, например, применение волокнистых КМ с алюминиевой матрицей позволяет получить значительное преимущество в удельной жесткости и снизить массу конструкции на 30...40 %. К числу достоинств данных материалов следует относить и достаточно низкие технологические температурные параметры до 600 °С при получении КМ твердофазными методами и до 800 °С - жидкофазными. Алюминиевая матрица отличается высокими технологическими свойствами, обеспечивает достижение широкого спектра механических и эксплуатационных свойств. При дискретном армировании КМ с алюминиевой матрицей используют частицы из высокопрочных, высокомодульных тугоплавких веществ с высокой энергией межатомной связи - графита, бора, тугоплавких металлов, карбидов, нитридов, боридов, оксидов, а также нитевидные кристаллы и короткие волокна. Существуют различные способы совмещения алюминиевых матриц с дисперсной упрочняющей фазой твердофазное или жидкофазное компактирование порошковьгх смесей, в том числе приготовленных механическим легированием литейные технологии пропитки пористых каркасов из порошков или коротких волокон, или механического замешивания дисперсных наполнителей в металлические расплавы газотермическое напыление композиционных смесей. [c.195]

Что же представляет собой процесс схватывания в обычных условиях Если приложить нагрузку к двум соприкасающимся металлическим образцам, чтобы обеспечить между ними достаточную площадь контакта (на расстояниях порядка межатомных), то в результате взаимодействия атомов произойдет схватывание поверхностей, представляющее собой спонтанный процесс, протекающий с выделением энергии. Если у одного и того же металла контактируют два кристаллита с одинаковой ориентацией, т. е. с параллельным расположением кристаллографических плоскостей, то произойдет их простое сращивание в один общий кристаллит. Если же контактируют два кристаллита с различной ориентацией, то между ними образуется переходная зона той же природы, что и межкристаллитная зона в поликристаллах. Для построения переходной зоны используется поверхностная энергия, бысвобождающаяся в результате исчезновения контактирующих поверхностей. Если контактируют два разноименных металла, то между ними тоже образуется переходная зона и возникают металлические связи большей или меньшей прочности. [c.202]

Как уже говорилось, под влиянием деформации появляется дополнительная энергия активации, способствующая течению всех физико-химических процессов, в том числе и коррозионных в последнем случае, как указывает Г. В. Акимов [1], деформация помогает иону металла разорвать металлическую связь и создает ему возможность удалиться из решетки, т. е. обусловливает более низкую работу выхода иона. Вследствие этого можно было бы ожидать значительного снижения электродного потенциала металла под влиянием его деформации. Однако эксперименты не дают возможности однозначно установить значительное снижение электродного потенциала. А. В. Рябченков [132] тщательно проведенными опытами показал понижение электродного потенциала железа на 130 мв в 3%-ном растворе Na l -(- 0,1% Н2О2 при увеличении напряжения растяжения от О до предела пропорциональности. В других же случаях [166] не удавалось установить значительного разблагораживания электродного потенциала под влиянием деформации. [c.31]

Пе останавливаясь на особенностях природы сил взаимодействия, отметим слеяуюптие виды связи частиц в твердых телах связь Ван-дер-Ваальса, ионная связь, ковалентная связь, металлическая связь и водородная связь [37, 74]. Наиболее универсальной является связь Ван-дер-Ваальса. Она возникает во всех без исключения случаях. Вместе с тем это наиболее слабая связь с энергией порядка 10" Дж/моль, характерной для мало устойчивых и легко летучих структур с низкими точками плавления. Ионная связь является типичной химической связью, широко распространенной среди неорганических соединений. К таким соединениям относятся интерметаллические соединения, например, карбиды и нитриды, а также окислы металлов, сульфиды и другие полярные соединения [278. Энергия ионной связи составляет 10 Дж/моль, что характерно для соединений с высокой точкой плавления. В некоторых металлах и во многих интерметаллических соединениях встречается ковалентная связь с энергией 10 Дж/моль. Металлическая связь, возникаюш,ая [c.17]

Если энергия гидратации недостаточна для разрыва металлической связи, то поверхность металла адсорбИ рует катионы электролита, приобретая положительный заряд. В этом случае к ней притягиваются анионы электролита и также образуется двойной электрический слой. [c.33]

При сближении атомов Зз-электроны возбуждаются, дискретный уровень расширяется в энергетическую полосу, сохраняющую признаки Зз-состояния не только по энергиям, но и по симметрии. Иными словами, возбуждение Зз-электронов происходит путем увеличения радиуса и толщины шарового слоя, отвечающего Зэ-орбитали. В результате расширения внешних а-орбиталей они перекрываются по кратчайшим расстояниям между ядрами. Перекрытие или сгущение s-состояний в области касания атомов отвечает металлической связи вследствие стягивания положительно заряженных ядер концентрирующимися между ними электронами. Через области перекрытия электроны могут переходить от атома к атому, следовательно, они являются общими для всех атомов металла, т. е. коллективизированными электронами. Максимальная плотность s-электроно возникает в областях перекрытия между ядрами, куда притяжение к ядрам стягивает электроны из периферийных областей s-орбиталей. Минимальная плотность s-состояний отвечает областям, наиболее удаленным от ядер в решетке," а именно центрам октаэдрических и тетраэдрических междоузлий. Электроны, находящиеся здесь, наиболее свободны и осуществдяют металлическую проводимость. Этим состояниям электронов отвечает верх s-полосы. Электроны, находящиеся в области перекрытия , и участвующие в образовании металлических связей, наиболее сильно взаимодействуют с ядрами, имеют малую подвижность и им соответствует дно s-полосы. Поскольку минимуму свободной энергии системы отвечает максимальное число связей на один атом, то оптимальному взаимодействию сферически симметричных s-орбиталей отвечает плотнейшая упаковка с 12 соседями у каждого атома. [c.24]

Кроме металлических связей, направленных, вдоль <111>, в решетке ванадия существуют ковалентные связи, возникающие благодаря спиновому расщеплению и перекрытию остовных Зр -оболО-чек вдоль направлений <100>. И в этом случае симметрия р -ор-биталей определяет направленность межатомных связей и кристаллическую ОЦК структуру ванадия. Ковалентные связи в ОЦК металлах вносят определённый вклад в энергию решетки ОЦК металлов, возрастающий при переходе от щелочных металлов к хрому, молибдену и вольфраму. [c.28]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...