Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Типы связей в твердом теле. Природа сил взаимодействия в твердом теле. Кристалл.
По типам связей между атомами ТТ делят на пять классов, каждый из которых характеризуется своеобразным пространственным распределение электронов. 1. Ионные кристаллы (NaСl, KC1 и др.) характерны тем, что силы притяжения, действующие между ионами - электростатические. 2. В ковалентных кристаллах (алмаз, Ge, Si и др.) валентные электроны соседних атомов обобществлены, поэтому ковалентный кристалл можно рассматривать как одну огромную молекулу. 3. В металлических кристаллах связь (металлическая связь) обуслов-лена коллективным взаимодействием подвижных электронов с остовом кристаллической решетки. Для переходных металлов характерна также ковалентная связь, осуществляемая электронами незаполненных внутренних оболочек. 4. В молекулярных кристаллах молекулы связаны между собой относительно слабыми электростатическими силами (ван-дер-ваальсовы силы) обусловленными динамической поляризацией молекул. 5. В кристаллах с водородными связями каждый атом водорода связан силами притяжения одновременно с двумя другими атомами. Водородная связь вместе с электростатическим притяжением дипольных моментов молекул воды определяет свойства воды и льда. Такая классификация достаточно условна, так как во многих веществах наблюдается комбинация различных типов связей. Хотя силы, действующие между атомными частицами в ТТ весьма разнообразны, они имеют электрическую природу. Факт образования устойчивых ТТ свидетельствует о том. что на расстояниях порядка 10-10м силы притяжения и отталкивания уравновешиваются. Все свойства твердых тел обусловлены тем, что атомы (или другие частицы) расположены в них не хаотически, как в жидких и газообразных веществах, а в определенном, характерном для каждого вещества порядке. Причем такое упорядоченное расположение атомов простирается на весь объем твердого тела и называется дальним порядком. При охлаждении упорядочение происходит само по себе, атомы располагаются в кристалле так, чтобы их потенциальная энергия в поле сил взаимодействия была минимальна, а сама сила - равна нулю. Природа сил взаимодействия между атомами в кристаллах хорошо известна. Это – электрические силы отталкивания и притяжения по-ложительно и отрицательно заряженных частиц, имеющихся в каждом атоме. Силы эти сложны, так как взаимодействие происходит между всеми заряженными частицами в твердом теле одновременно. Методами класси-ческой физики описать такого рода взаимодействия невозможно. Даже простейший случай взаимодействия двух атомов в изолированной молекуле водорода. Это возможно только в рамках квантовой механики.
Известно, что сила взаимодействия F двух атомов от расстояния r между ними имеет вид, представленный на рис.1.2.1. На больших расстояниях атомы практически не взаимодействуют и силу можно считать равной нулю. При сближении возникает сила притяжения (отрицательная по знаку), которая растет по абсолютному значению с уменьшением расстояния до некоторого значения r1. Затем сила уменьшается и при расстоянии между атомами равном r0 становится равной нулю. При дальнейшем сближении сила вновь появляется, но уже как сила отталкивания, быстро растущая с уменьшением расстояния между атомами. Как известно, сила, действующая на частицу в силовом потенциальном поле равна: . Следовательно, потенциальная энергия атома, находящегося в поле другого атома представляет собой кривую, аналогичную F(r). При расстоянии между атомами равным r0 когда сила взаимодействия становится равной нулю потенциальная энергия проходит через минимум (рис.1.2.2). Атом в таком положении находится на дне потенциальной ямы. Поскольку дно потенциальной ямы характеризуется минимумом потенциаль-ной энергии, а сила, приложенная к атому равна нулю, следовательно, это положение соответствует равновесию. Одним из следствий дальнего порядка в расположении атомов в кристалле является неодинаковость его свойств в разных направлениях, которая называется анизотропией. Из рис. 1.2.3 видно, что атомы в кристалле вдоль различных направлений располагаются с различной плотностью. Таким же образом атомы располагаются в пространстве, образуя пространственную решетку, в узлах которой находятся атомы. Если провести через узлы решетки плоскости в разных направлениях, то густота расположения атомов на этих плоскостях окажется различной. Т.е. в кристалле существуют плоскости по-разному населенные атомами.
Если при образовании кристалла на него не действуют внешние силы, то он принимает определенную форму, с характерным для данного кристалла гранением. Кристалл оказывается ограниченным плоскими гранями, образующими между собой углы, также характерные только для данного кристалла. Грани представляют собой те плоскости, в которых атомы размещены с наибольшей плотностью, так как именно к этим плоскостям при росте кристаллов присоединяются новые атомы, В наиболее плотно заселенных атомами плоскостях атомы сильнее всего связаны между собой, поскольку их взаимные расстояния наименьшие. С другой стороны, как видно из рисунка, плоскости с наиболее плотным заполнением отстоят друг от друга дальше, чем плоскости с меньшим заселением. Следовательно, в таких плоскостях атомы связаны между собой прочно, а между плоскостями связь ослаблена, и они сравнительно легко отделяются одна от другой. Поэтому при механическом разрушении кристаллов наблюдаются плоскости, назы-ваемые плоскостями спайности, по которым легче происходит разрушение.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-07; просмотров: 785; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.166.7 (0.005 с.) |