Как устроена кристаллическая решетка металлов
Твердое, жидкое, газообразное тело: что в них общего? Конечно, частицы, из которых они состоят. Таким образом, все химические вещества образуются из мельчайших частиц, которые соединяются между собой связями: более или менее сильными, в зависимости от агрегатного состояния. Частицы образуют решетки. Кристаллическая решетка металлов — это одна из типов решеток, представленных в природе.
Состав кристаллической решетки
Итак, еще из школьного курса химии и физики нам известно, что абсолютно все вещества состоят из мелких частиц, которые связаны между собой. И вот именно от силы связей зависит то, в каком агрегатном состоянии находится тело: твердое, жидкое или газообразное. Когда частицы имеют строгую ориентацию в пространстве, то они формируют твердое тело. Все твердые тела имеют четкие контуры из-за четкой структуры их мелких частей. Что же касается мелких частиц, то, несмотря на свое строгое место в пространстве, они все равно продолжают двигаться. Скорость и амплитуда такого движения напрямую зависит от температуры: если она ниже нуля, то скорость падает и образуется твердое тело, что касается высоких температур, то в таком случае будут образовываться газообразные и жидкие тела, а частицы будут просто быстро двигаться и перемещаться.
Остановимся все же на организации твердых тел. Когда частицы (атомы, молекулы или ионы) точно определены с местом в пространстве, то таким образом обязуется кристаллическая решетка. Частицы могут располагаться как между узлами в пространстве, так и непосредственно в узлах. Молекулярная, атомная, металлическая и ионная – эти четыре типа решеток существуют в природе. Разница между решетками сводится до частиц, которые находятся в узлах и связях, протекающих между ними.
Молекулярные решетки
Молекулярная кристаллическая решетка представляет собой молекулы, которые располагаются в узлах. Связаны такие частицы довольно слабыми связями – межмолекулярными, которые еще называются Ван-дер-Ваальсовыми. Тем не менее, сами молекулы состоят из атомов. Между атомами существует связь намного прочнее и крепче, которая называется ковалентной. Такой тип кристаллической решетки имеется в хлоре, двуокиси углерода, твердом водороде и других веществах, которые являются газообразными при обычной температуре. Именно такая структура зачастую встречается в природе. При этом даже неорганические вещества могут обладать такой структурой: твердые галогеноводороды, лед, сера и некоторые другие. Из-за низкой температуры плавления тела с такой структурой строения очень быстро воспламеняются и плавятся.
Что же касается структуры, которую представляет металлическая кристаллическая решетка, то такие типы частиц свободно движутся лишь в теле кристалла, расположенном в четко определенном узле. Но все же такие частицы имеют возможность свободно передвигаться по кристаллической решетке. Благодаря тому, что частицы, из которых состоит кристаллическая решетка металлов, заряжены по-разному, то они притягиваются друг к другу и образовывают структуру металла.
Благодаря электронном газу, который состоит из свободных движущихся электронов, металл может иметь свойства высокой электро- и теплопроводности. Как только в поле решетки появляется электрическое поле, то электроны тут же направляются в сторону положительных частиц. За счет таких движений образуется ток. Такой тип решетки зачастую составляет элементарные металлы и приспособлен для соединения разных металлов.
Но несмотря на это нельзя точно утверждать, что свойства всех металлов одинаковы, они, наоборот, кардинально отличаются друг от друга. Ведь взаимодействие между электронами и ионами создают тип металла. Также кристаллическая решетка формируется за счет свободных электродов, которые летают в области решетки. За счет решетки металлы имеют высокую температуру плавления (выше, чем органические вещества).
