Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

8.11: Кристалічна структура металів

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19623

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Укладання гарматних ядер схоже на кристалічну структуру
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) (Кредит: Гармата: Користувач: Sharkface217/Вікіпедія; Гарматні ядра: www.worldislandinfo.com (Flickr: WorldislandInfo.com); Джерело: Гармата: Вікісховище Вікімедіа, Технологічний інститут Стівенса (відкривається в новому вікні) [commons.wikimedia.org]; Гарматні кулі: Flickr, Піраміда гарматної кулі (відкривається в новому вікні) [www.flickr.com]; Ліцензія: Гармата: Громадське надбання; Гарматні ядра: CC-BY 2.0)

    Як би ви складали гармати куль?

    До сучасної артилерії з вибуховими снарядами гармати використовувалися для обстрілу гарматних куль по ворогу. Солдатам, які керують гарматою, потрібно було швидко і якісно дістатися до гарматних куль. Для цієї мети добре спрацювало пірамідальне розташування.

    Кристалічні структури металів

    Коли однакові сфери складаються, кожен наступний шар вписується в невеликі простори, де різні сфери об'єднуються. Таке впорядковане і регулярне розташування металевих кульок мінімізує порожній простір між ними. Найближче упаковка - це найбільш ефективне розташування сфер. Атоми металевого кристала розташовані за схожими візерунками, званими тісно упакованими структурами. Чисті метали приймають одну з декількох пов'язаних тісно упакованих структур, як показано нижче.

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Більшість чистих металів природно прийняти один з цих найближчих механізмів упаковки. (Кредит: Фонд CK-12 - Крістофер Auyeung; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

    У крайньому лівому кубі знаходиться кубічна (bcc) структура, орієнтована на тіло. У цьому кристалі атоми металу займають вісім кутів куба разом з одним атомом в самому центрі. Координаційне число кожного атома в кубічній структурі, орієнтованої на тіло, дорівнює 8. У кубічній структурі, орієнтованій на обличчя (fcc), є вісім атомів у кожному кубі і шість атомів в центрі кожної грані. Координаційне число кожного атома в гранічно-центрованій кубічній структурі дорівнює 12. Шестигранна тісно упакована (hcp) структура також має координаційне число 12, але кристали цього типу мають шестикутну форму, а не кубічну.

    Резюме

    • Атоми металевого кристала розташовані в тісно упакованих структурах.
    • Цей тип структури мінімізує порожній простір між атомами.

    Рецензія

    1. Яке найбільш ефективне розташування сфер?
    2. Що таке координаційне число гранецентрированої кубічної структури?
    3. Яка ще структура має координаційний номер 12?