Основные положения на намять

Виды связи

Для понимания свойств материалов и умения управлять ими необходимо разобраться в том, какие силы удерживаю частицы вещества в твердых те­лах. Различают следующие виды связей: ионную, ковалентную, металличес­кую, полярную.

Вид связи сильно влияет на механические свойства материала. В первую оче­редь на то, как проявляет себя материал при воздействии внешней нагрузки: бу­дет ли он деформироваться или в процессе роста нагрузки разрушится хрупко.

Ионная связь

Ионная связь возникает между такими атомами, у одного из которых на внешней оболочке содержится мало электронов, а у другого она почти за­полнена. Металлы имеют на внешней оболочке мало электронов и легко от­дают их. Неметаллические элементы, у которых па внешних оболочках мно­го электронов, наоборот, стремятся заполнить их до конца, приняв допол­нительные электроны. Например, при взаимодействии атомов металла маг­ния и неметалла кислорода магний отдает кислороду два электрона со своей внешней оболочки, и тогда у обоих атомов внешние оболочки оказываются заполненными. Образуется окись магния, молекулы которой состоят из по­ложительно заряженных ионов магния и отрицательно заряженных ионов кислорода. Внутренняя связность такого вещества, состоящего из противо­положно заряженных ионов, обусловлена силами электростатического вза­имодействия между этими ионами, т.е. силами притяжения между поло­жительными и отрицательными ионами. Твердые тела ионной структуры характеризуются повышенной механической прочностью и относительно высокой температурой плавления. Типичными примерами ионных кристал­лов являются галогениды щелочных металлов.

Ковалентная связь

Ковалентная связь возникает при объединении электронов двумя соседни­ми атомами, Химическая связь такого типа осуществляется в молекулах Н₂, 0₂, СО, а также наблюдается в молекулах, образованных металлоидными атомами, например, в молекуле хлора и др.

Молекулы, в которых центры одинаковых по величине положительных и отрицательных зарядов совпадают, являются неполярными. Если же в отдель­ных молекулах центры противоположных по знаку зарядов не совпадают и находятся на некотором расстоянии друг от друга, то такие молекулы назы­ваются полярными или дипольньши. Ковалентная связь может быть как в мо­лекулах (в трех агрегатных состояниях вещества), так и между атомами, образующими решетку кристалла (например, алмаз, кремний, германий). Характерными свойствами для тел с такой связью являются малая плотность, высокая хрупкость, в ряде случаев очень высокая твердость. Материалы с ковалентными типами связи находят широкое применение: на базе их созда­ются полупроводниковые соединения - карбиды, нитриды, которые являют­ся важнейшими факторами в высокопрочных металлических сплавах. Ковалентный тип связи является важным в полимерных материалах.

Металлическая связь

Металлическая связь приводит к образованию твердых кристаллических тел. Металлы можно рассматривать как системы, построенные из расположенных в узлах решетки положительно заряженных ионов, находящихся в среде сво­бодных электронов. Притяжение между положительными атомными остова­ми и электронами являются причиной монолитности металла. Наличием сво­бодных электронов объясняется высокая электропроводность и теплопроводность металла, что также является причиной блеска металлов. Ковкость ме­талла объясняется перемещением и скольжением отдельных слоев атомных остовов. Прочность металлов в большинстве случаев высокая и особенно вы­сока у переходных металлов, что объясняется участием в образовании связи не только s - электронов, но и части электронов d- подуровня. Это сказывается в повышении модуля упругости и температуры плавления. Особенно

тугоп­лавкими являются переходные металлы V, VI, VII А подгрупп.

4. Молекулярная связь Молекулярная связь (связь Ван-дер-Ваальса) существует в некоторых ве­ществах между молекулами с ковалентными внутримолекулярными связя­ми. Межмолекулярное притяжение в этом случае обусловливается согласо­ванным движением валентных электронов в соседних молекулах. В любой момент времени электроны максимально удалены друг- от друга и максималь­но приближены к положительным зарядам. При этом силы притяжения ва­лентных электронов положительно заряженными остовами соседних моле­кул оказываются сильнее сил взаимного отталкивания электронов внешних орбит. Связь Ван-дер-Ваальса наблюдается между молекулами некоторых веществ, например, парафина, имеющих низкую температуру плавления, сви­детельствующую о непрочности кристаллической решетки.

Основные положения на намять

Все материалы обладают физическими, механическими и технологическими свойствами.

К физическим свойствам относятся: цвет, плотность, температура плавле­ния, удельная теплоемкость, скрытая теплота плавления, теплопроводность, электросопротивление, коэффициент линейного и объемного расширения при нагревании.

Основными механическими свойствами являются: прочность, вязкость, твердость.

Технологические свойства характеризуются пластичностью, ковкостью, жидкотекучестью, усадкой, свариваемостью, износостойкостью, коррозией и обрабатываемостью.

По заполнению внешних орбит электронами металлы делятся на простые и переходные.

Все металлы иих сплавы имеют кристаллическое строение.

Кристаллическая решетка - воображаемая пространственная сетка, в уз­лах которой располагаются частицы, образующие твердое тело.

Кристаллическая решетка характеризуется периодом, базисом, координа­ционным числом, коэффициентом упаковки решетки.

Различают следующие виды связей: ионную, ковалентную, металлическую, молекулярную.