결정 격자란 무엇입니까? 결정 격자

5. 이온 및 금속 결합. 수소결합. 원자가

고체 상태의 물질은 비정질 및 결정질 구조를 가질 수 있습니다. 비정질 물질(유리, 고분자)에서는 입자 배열이 무질서하지만 결정질 물질에서는 구조 단위(원자, 분자 또는 이온)가 엄격한 순서로 배열되어 있습니다.

아래에 결정 격자결정의 구조단위를 가상의 직선으로 연결하면 형성되는 틀을 말한다. 이 선들의 교차점을 호출합니다. 결정 격자 노드. 결정 격자의 노드에 위치한 입자의 특성과 유형에 따라 화학 결합그 사이에는 원자, 분자, 이온 및 금속의 네 가지 주요 결정 격자 유형(유형)이 있습니다.

원자, 이온 및 금속 결정 격자를 가진 물질은 비분자 구조를 가지고 있습니다.

노드에서 원자 결정 격자같거나 다른 원자가 있습니다 화학 원소(보통 비금속) 강한 공유 결합으로 서로 연결되어 있습니다(347페이지의 그림 16.1 참조). 원자 격자를 가진 물질을 원자 또는 공유 결정이라고 합니다.

붕소, 규소, 다이아몬드, 흑연, 흑인 및 적색 인, 카보런덤 SiC, 산화규소(IV)SiO2 등 원자 결정 격자를 가진 물질을 기억해 보겠습니다.

공유 결합의 높은 에너지로 인해 원자 구조의 물질은 융점이 매우 높고 경도와 강도가 높으며 용해도가 낮습니다. 일반적으로 유전체 또는 반도체(실리콘, 게르마늄)입니다. 가장 단단한 천연 물질은 다이아몬드(녹는점 3500°C)이고, 내화성이 가장 높은 물질은 흑연(3700°C)입니다. 카보런덤 SiC(2700°C) 및 실리카 SiO 2(1610°C)는 녹는점이 높습니다.

노드에서 분자 결정(분자 결정 격자, 분자 구조를 가진 물질) 분자가 있습니다 (그림 5.7, a). 분자는 약한 분자간 힘(혼동하지 마십시오. 분자에서 결합은 공유 결합, 즉 강함)에 의해 서로 연결되어 있으며, 이는 깨질 때 상대적으로 적은 에너지가 필요합니다. 따라서 분자 물질은 강도, 경도, 압축성이 낮고 녹는점과 끓는점이 낮습니다. 그들은 휘발성이 특징이며 많은 것은 냄새가 있고 일부는 숭고합니다. 분자 결정은 전기를 전도하지 않으며 극성 및 비극성 용매에 용해될 수 있습니다.

공유 극성 또는 비극성 결합, 위에 나열된 원자 구조의 물질을 제외합니다. 분자 구조가 더 일반적입니다. 유기물. 분자 구조 물질의 예: 희가스(원자와 분자의 개념이 동일하므로 희가스는 단원자 분자로 구성되어 있다고 말할 수 있음), 할로겐(고체 상태), 백린탄 P4, 사방정계 및 단사정계 황 S8, 고체 산소, 오존, 질소, 물, 할로겐화수소, 알칸, 벤젠.

쌀. 5.7.

고체상태의 이산화탄소(CO 2 )와 염화나트륨(b)의 결정격자의 구조 이온 결합을 갖는 모든 물질은이온 결정 격자 , 이온 구조를 가지고 있습니다. 이들은 염, 염기성 및 양쪽성 산화물, 염기,이성분 화합물

비금속(수소화물, 질화물 등)과 금속. 이온 결정의 노드에는 강한 이온 결합으로 상호 연결된 반대 전하의 단순 또는 복합 양이온과 음이온이 있습니다(그림 5.7, b). 이온 결합의 강도로 인해 이온 결정은 경도가 높으며 비휘발성입니다. 무취이며 끓는점이 높고 녹는 것이 특징입니다. 실온에서 이온성 물질은 전류와 열을 잘 전도하지 못하며, 이들의 수용액과 용융물은 전류(전해질)에 잘 녹습니다. 이온성 물질은 약한 변형성과 취약성을 특징으로 합니다. 왜냐하면 이온이 서로 상대적으로 변위되면 유사하게 하전된 이온 사이에 반발력이 발생하기 때문입니다. 금속 결합 형태의 물질금속 결정 격자

이러한 이유로 단순 물질 금속(및 그 합금)은 특징적인 금속 광택, 매우 높은 열 및 전기 전도성을 가지며 불투명하고 가단성 및 연성이 있습니다. 금속은 광범위한 융점(예: 정상적인 조건에서 수은은 액체 집합체 상태임), 경도(연성 납 및 매우 단단한 크롬)를 가지며 이는 서로 다른 금속 결합 특성의 일부 차이로 인해 발생합니다. 궤조. 이미 언급한 바와 같이, 금속의 녹는점은 금속 결합의 강도를 측정하는 역할을 할 수 있습니다. 용융 온도가 높을수록 금속 결합의 에너지는 더 커집니다. 금속의 융점은 다음과 같이 증가합니다.

수은 → 알칼리 금속 → 알칼리 토금속 →

→ d족 금속 → 텅스텐.

예제 5.4.

3주기 원소를 함유한 염소 화합물 중 가장 낮은 녹는점은 다음과 같습니다.

해결책. 우리가 찾고 있는 물질은 분자 결정 격자를 가지고 있기 때문에 SCl 2입니다(다른 모든 물질은 이온입니다).

화학적 상호작용을 일으키는 것은 개별 원자나 분자가 아니라 물질입니다.

우리의 임무는 물질의 구조에 대해 알아가는 것입니다.

☼ 저온에서 물질은 안정된 고체 상태에 있습니다. 자연에서 가장 단단한 물질은 다이아몬드이다. 그는 모든 보석의 왕으로 여겨진다.보석

☼ . 그리고 그 이름 자체는 그리스어로 “파괴할 수 없음”을 의미합니다. 다이아몬드는 오랫동안 기적의 돌로 여겨져 왔습니다. 다이아몬드를 착용하는 사람은 위장병을 모르고 독에 영향을받지 않으며 노년까지 기억과 쾌활한 기분을 유지하며 왕의 총애를 누린다고 믿었습니다.

커팅, 폴리싱 등 보석 가공을 거친 다이아몬드를 다이아몬드라고 합니다.

열 진동으로 인해 용융되면 입자의 순서가 붕괴되고 이동성이 높아지며 화학 결합의 특성은 붕괴되지 않습니다. 따라서 고체 상태와 액체 상태 사이에는 근본적인 차이가 없습니다.

액체는 유동성(즉, 용기 모양을 취하는 능력)을 얻습니다.

액정 액정은 19세기 말에 발견됐지만 최근 20~25년간 연구가 진행됐다. 많은 디스플레이 장치현대 기술

일반적으로 "액정"이라는 단어는 "뜨거운 얼음"만큼 이상하게 들립니다. 하지만 실제로는 얼음도 뜨거울 수 있습니다. 왜냐하면... 10,000 atm 이상의 압력에서. 얼음은 200 ℃ 이상의 온도에서 녹습니다. "액정"이라는 조합의 특이한 점은 액체 상태가 구조의 이동성을 나타내고 결정이 엄격한 순서를 의미한다는 것입니다.

물질이 길쭉하거나 층상 모양이고 비대칭 구조를 갖는 다원자 분자로 구성되어 있으면 녹을 때 이러한 분자는 서로에 대해 특정 방식으로 배향됩니다(장축은 평행함). 이 경우 분자는 서로 평행하게 자유롭게 움직일 수 있습니다. 시스템은 액체의 유동성 특성을 획득합니다. 동시에 시스템은 결정의 특성을 결정하는 정렬된 구조를 유지합니다.

이러한 구조의 높은 이동성으로 인해 매우 약한 영향(열, 전기 등)을 통해 제어할 수 있습니다. 현대 기술에 사용되는 에너지 소비를 거의 사용하지 않고 의도적으로 광학 물질을 포함한 물질의 특성을 변경합니다.

결정 격자의 종류

모든 화학 물질이 형성됩니다. 많은 수서로 연결된 동일한 입자.

저온에서는 열 이동이 어려울 때 입자가 공간과 형태로 엄격하게 배향됩니다. 결정 격자.

결정 격자 - 이것 공간에서 입자가 기하학적으로 정확하게 배열된 구조입니다.

결정 격자 자체에서는 노드와 노드 간 공간이 구별됩니다.

조건에 따라 동일한 물질(피, 티,...)다양한 결정 형태로 존재합니다(즉, 서로 다른 결정 격자를 가짐) - 특성이 다른 동소체 변형.

예를 들어 탄소의 네 가지 변형, 즉 흑연, 다이아몬드, 카빈 및 론스달라이트가 알려져 있습니다.

☼ 네 번째 결정성 탄소인 "론스달라이트(lonsdaleite)"는 거의 알려져 있지 않습니다. 운석에서 발견되어 인공적으로 얻어졌으며, 그 구조는 지금도 연구되고 있다.

☼ 그을음, 콜라, 숯비정질 탄소 폴리머로 분류됩니다. 그러나 이제 이것들도 결정질 물질이라는 것이 알려졌습니다.

☼ 그런데 그을음 속에서는 반짝이는 검은색 입자가 발견되었는데, 이를 '미러 카본'이라고 불렀습니다. 미러 카본은 화학적으로 불활성이고 내열성이 있으며 가스와 액체에 영향을 받지 않으며 표면이 매끄러우며 살아있는 조직과 완벽하게 호환됩니다.

☼ 흑연이라는 이름은 이탈리아어 "graffito"에서 유래했습니다. 나는 쓰고 그림을 그립니다. 흑연은 약한 금속광택을 지닌 짙은 회색의 결정체로서 층상격자를 갖고 있다. 상대적으로 약하게 서로 연결된 흑연 결정의 개별 원자 층은 서로 쉽게 분리됩니다.

결정 격자의 유형

	이온성의			금속
결정 격자의 노드, 구조 단위에는 무엇이 있습니까?	이온	원자	분자	원자와 양이온
노드 입자 사이의 화학적 결합 유형	이온성의		공유결합: 극성 및 비극성	금속
결정 입자 사이의 상호 작용력	정전기의 논리적	공유결합	분자간- 새로운	정전기의 논리적
결정 격자로 인한 물리적 특성	· 이온 사이의 인력이 강하고, · T pl. (내화 물질), · 물에 쉽게 녹는다. · 용융 및 용액은 전류를 전도하고,	비휘발성(냄새 없음) · 원자 사이의 공유결합이 크고, · T pl. 그리고 T kip은 정말,	· 물에 녹지 마십시오. · 용융물은 전류를 전도하지 않습니다 · 분자 사이의 인력이 작다. · T pl. ↓,	일부는 물에 용해되고, · 휘발성 냄새가 난다 · 상호작용력이 크고,
· T pl. ,	높은 열 및 전기 전도성	높은 열 및 전기 전도성	정상적인 조건에서 물질의 집합적 상태 딱딱한 딱딱한,	정상적인 조건에서 물질의 집합적 상태 텅빈 액체
액체(N	g)	예 대부분의 염, 알칼리, 일반 금속의 산화물 C(다이아몬드, 흑연), Si, Ge, B, SiO 2, CaC 2,	SiC(카보런덤), BN, Fe 3 C, TaC(t pl. =3800 0 C) 빨간색과 검은색 인. 일부 금속의 산화물. 모든 가스, 액체, 대부분의 비금속: 불활성 가스, 할로겐, H 2, N 2, O 2, O 3, P 4 (흰색), S 8. 비금속의 수소화합물, 비금속의 산화물: H 2 O,.	CO 2 "드라이아이스". 다수

유기 화합물

금속, 합금

냉각 시 결정 성장 속도가 느리면 유리 상태(비정질)가 형성됩니다. 주기율표의 원소 위치와 원소의 결정 격자 사이의 관계.요소의 위치 사이

		주기율표
			그리고 그에 상응하는 단순 물질의 결정 격자는 밀접한 관계가 있습니다.			그룹	III
Ⅶ Ⅷ N 이자형 아르 자형 그리고						영형
				디	H 2	엔 2
	그리고 그에 상응하는 단순 물질의 결정 격자는 밀접한 관계가 있습니다.			O2	F 2	피 4
						에스 8
						Cl2
BR 2 나는 2		금속			유형	결정 격자

원자

분자

나머지 요소의 단순한 물질은 금속 결정 격자를 가지고 있습니다.

고정
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계획에 따라 각 유형의 결정 격자를 특성화합니다. 결정 격자의 노드에는 무엇이 있는지, 구조 단위 → 노드 입자 간의 화학적 결합 유형 → 결정 입자 간의 상호 작용력 → 결정으로 인한 물리적 특성 격자 → 정상적인 조건에서 물질의 집합체 상태 → 예

이 주제에 대한 작업을 완료하세요.

일상생활에서 널리 사용되는 물, 아세트산(CH 3 COOH), 설탕(C 12 H 22 O 11), 칼륨비료(KCl), 강모래(SiO 2) 등의 물질은 어떤 종류의 결정 격자를 가지고 있습니까? 포인트 1710 0 C, 암모니아(NH 3), 식염? 일반적인 결론을 내리십시오. 물질의 어떤 특성에 따라 결정 격자의 유형을 결정할 수 있습니까?
주어진 물질의 공식을 사용하여: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - 각 화합물의 결정 격자 유형(이온성, 분자)을 결정하고 이를 기반으로 네 가지 물질 각각의 물리적 특성을 설명합니다. .
트레이너 1호. "결정 격자"
트레이너 2호. "테스트 작업"
테스트(자기 통제):

1) 원칙적으로 분자 결정 격자를 갖는 물질은 다음과 같습니다.

에이). 내화물이며 물에 잘 녹는다.
비). 가용성 및 휘발성
다섯). 견고하고 전기 전도성이 있음
G). 열 전도성 및 플라스틱

2) '분자'의 개념 해당 없음물질의 구조 단위와 관련하여:

에이). 물

비). 산소

다섯). 다이아몬드

G). 오존

3) 원자 결정 격자의 특징은 다음과 같습니다.

에이). 알루미늄과 흑연

비). 황과 요오드

다섯). 산화규소 및 염화나트륨

G). 다이아몬드와 붕소

4) 물질이 물에 잘 녹고 녹는점이 높으며 전기 전도성을 갖는 경우 결정 격자는 다음과 같습니다.

에이). 분자

비). 원자

다섯). 이온성의

G). 금속

대부분의 고체는 결정 구조를 가지고 있습니다. 결정 격자각 크리스탈마다 개별적으로 동일한 구조 단위가 반복되어 만들어졌습니다. 이 구조 단위를 '단위 셀'이라고 합니다. 즉, 결정 격자는 고체의 공간 구조를 반영하는 역할을 합니다.

결정 격자는 다양한 방식으로 분류될 수 있습니다.

나. 결정의 대칭성에 따르면격자는 입방체, 사각형, 마름모꼴, 육각형으로 분류됩니다.

이 분류는 결정의 광학적 특성과 촉매 활성을 평가하는 데 편리합니다.

II. 입자의 성질상, 격자 노드에 위치 화학 결합 유형별그들 사이에는 차이가 있다 원자, 분자, 이온 및 금속 결정 격자. 결정의 결합 유형에 따라 경도, 물에 대한 용해도, 용해열과 융해열, 전기 전도도의 차이가 결정됩니다.

크리스탈의 중요한 특성은 결정 격자 에너지, kJ/mol – 주어진 수정을 파괴하기 위해 소비되어야 하는 에너지.

분자 격자

분자 결정약한 분자간 결합(반 데르 발스 힘) 또는 수소 결합에 의해 결정 격자의 특정 위치에 고정된 분자로 구성됩니다. 이러한 격자는 공유 결합을 가진 물질의 특징입니다.

분자 격자를 가진 물질이 많이 있습니다. 이것 큰 수유기 화합물(설탕, 나프탈렌 등), 결정수(얼음), 고체 이산화탄소(“드라이아이스”), 고체 할로겐화수소, 요오드, 귀금속을 포함한 고체 가스,

비극성 및 저극성 분자(CH4, CO2 등)를 가진 물질의 경우 결정 격자의 에너지가 최소화됩니다.

더 극성인 분자로 형성된 격자는 더 높은 결정 격자 에너지를 갖습니다. 수소 결합(H 2 O, NH 3)을 형성하는 물질이 있는 격자는 가장 높은 에너지를 갖습니다.

때문에 약한 상호작용분자 사이에서 이러한 물질은 휘발성, 가용성, 경도가 낮고 전류(유전체)를 전도하지 않으며 열전도도가 낮습니다.

원자 격자

노드에서 원자 결정 격자세 축 모두를 따라 공유 결합으로 연결된 하나 또는 다른 요소의 원자가 있습니다. 그런 결정체이는 또한 공유결합, 그 수가 상대적으로 적습니다.

이 유형의 결정에는 다이아몬드, 실리콘, 게르마늄, 주석 및 결정이 포함됩니다. 복합 물질, 질화붕소, 질화알루미늄, 석영, 탄화규소 등. 이 모든 물질은 다이아몬드와 같은 격자를 가지고 있습니다.

이러한 물질의 결정 격자 에너지는 실제로 화학 결합 에너지(200 – 500 kJ/mol)와 일치합니다. 이것이 그들도 결정한다 물리적 특성: 경도, 녹는점, 끓는점이 높다.

이들 결정의 전기 전도성 특성은 다양합니다. 다이아몬드, 석영, 질화붕소는 유전체입니다. 실리콘, 게르마늄 – 반도체; 금속성 회색 주석은 전기를 잘 전도합니다.

원자 결정 격자를 가진 결정에서는 별도의 구조 단위를 구별하는 것이 불가능합니다. 전체 단결정은 하나의 거대한 분자.

이온 격자

노드에서 이온 격자양이온과 음이온이 번갈아 가며 그 사이에 정전기력이 작용합니다. 이온 결정은 이온 결합을 갖는 화합물(예: 염화나트륨 NaCl, 불화 칼륨 및 KF 등)을 형성합니다. 이온 화합물에는 NO 3 -, SO 4 2 -와 같은 착이온도 포함될 수 있습니다.

이온 결정은 또한 각 이온이 다른 모든 이온의 영향을 크게 받는 거대한 분자입니다.

이온 결정 격자의 에너지는 상당한 값에 도달할 수 있습니다. 따라서 E(NaCl) = 770kJ/mol, E(BeO) = 4530kJ/mol입니다.

이온 결정은 녹는점과 끓는점이 높고 강도도 높지만 부서지기 쉽습니다. 이들 중 다수는 실온에서 전기 전도성이 좋지 않지만(금속보다 약 20배 정도 낮음) 온도가 증가하면 전기 전도도가 증가하는 것이 관찰됩니다.

금속 창살

금속 결정가장 간단한 결정 구조의 예를 들어보세요.

금속 결정 격자의 금속 이온은 대략 구 형태로 간주될 수 있습니다. 고체 금속에서 이러한 볼은 대부분의 금속의 상당한 밀도(나트륨의 경우 0.97g/cm 3, 구리의 경우 8.92g/cm 3, 텅스텐 및 금의 경우 19.30g/cm 3)로 알 수 있듯이 최대 밀도로 채워져 있습니다. 한 층에서 볼이 가장 밀집된 패킹은 육각형 패킹으로, 각 볼은 (동일 평면에서) 6개의 다른 볼로 둘러싸여 있습니다. 인접한 세 공의 중심은 정삼각형을 형성합니다.

높은 연성 및 전성과 같은 금속 특성은 금속 격자의 강성이 부족함을 나타냅니다. 즉, 금속 격자의 평면은 서로에 대해 매우 쉽게 움직입니다.

원자가 전자는 모든 원자와의 결합 형성에 참여하고 금속 조각의 전체 부피에서 자유롭게 움직입니다. 이것은 표시됩니다 높은 가치전기 전도성 및 열 전도성.

결정 격자 에너지 측면에서 금속은 분자 결정과 공유 결정 사이의 중간 위치를 차지합니다. 결정 격자의 에너지는 다음과 같습니다.

따라서 고체의 물리적 특성은 화학 결합 및 구조의 유형에 따라 크게 달라집니다.

고체의 구조와 성질

형질	크리스탈
금속	이온	분자	원자
예	K, 알, 크롬, 철	NaCl, KNO3	나 2, 나프탈렌	다이아몬드, 석영
구조적 입자	양이온과 이동 전자	양이온과 음이온	분자	원자
화학결합의 종류	금속	이온	분자 내 – 공유 결합; 분자 사이 - 반 데르 발스 힘과 수소 결합	원자 사이 - 공유 결합
녹지 않음	높은	높은	낮은	매우 높음
비등점	높은	높은	낮은	매우 높음
기계적 성질	단단함, 가단성, 점성	단단하고 부서지기 쉬움	부드러운	매우 단단함
전기 전도성	좋은 가이드	고체 형태 - 유전체; 용융물 또는 용액 - 도체	유전체	유전체(흑연 제외)
용해도
물 속에서	불용성	녹는	불용성	불용성
비극성 용매에서	불용성	불용성	녹는	불용성

(모든 정의, 공식, 그래프 및 반응 방정식은 기록에 제공됩니다.)

사람들이 항상 작업하기를 선호하는 가장 일반적인 재료 중 하나는 금속이었습니다. 모든 시대에서 우선권이 주어졌습니다. 다른 유형이 놀라운 물질들. 따라서 기원전 IV-III 밀레니엄은 황동 시대 또는 구리 시대로 간주됩니다. 나중에 그것은 청동으로 대체되고 오늘날에도 여전히 관련성이 있는 철인 철이 발효됩니다.

오늘날 일반적으로 금속 제품 없이도 가능했다고 상상하기는 어렵습니다. 왜냐하면 가정 용품, 의료 기기에서 무겁고 조명 장비, 이 자료로 구성되거나 해당 자료의 개별 부분을 포함합니다. 금속이 왜 그렇게 인기를 얻었습니까? 기능이 무엇인지, 이것이 구조에 어떻게 내재되어 있는지 알아 보겠습니다.

금속의 일반적인 개념

"화학. 9학년"은 초등학생들이 사용하는 교과서입니다. 금속에 대해 자세히 연구하는 곳이 바로 여기입니다. 그들의 신체적, 화학적 성질다양성이 매우 크기 때문에 큰 장이 할애됩니다.

십대들은 이미 그러한 지식의 중요성을 충분히 이해할 수 있기 때문에 아이들에게 이러한 원자와 그 특성에 대한 아이디어를 제공하는 것이 좋습니다. 그들은 주변의 다양한 물체, 기계 및 기타 사물이 금속성에 기반을 두고 있다는 사실을 아주 잘 알고 있습니다.

금속이란 무엇입니까? 화학의 관점에서 볼 때 이러한 원자는 일반적으로 다음과 같은 원자로 분류됩니다.

외부 수준에서는 작습니다.
강력한 회복 특성을 나타냅니다.
원자 반경이 크다;
단순한 물질로서 그들은 여러 가지 특정한 물리적 특성을 가지고 있습니다.

이러한 물질에 대한 지식의 기초는 금속의 원자 결정 구조를 고려하여 얻을 수 있습니다. 이것이 이러한 화합물의 모든 특징과 특성을 설명하는 것입니다.

금속 주기율표에서는 다음과 같이 할당됩니다. 최대전체 테이블은 모든 보조 하위 그룹과 첫 번째 그룹에서 세 번째 그룹까지의 주요 하위 그룹을 형성하기 때문입니다. 그러므로 그들의 수치적 우월성은 명백하다. 가장 일반적인 것은 다음과 같습니다.

칼슘;
나트륨;
티탄;
철;
마그네슘;
알류미늄;
칼륨.

모든 금속은 하나로 결합될 수 있는 여러 가지 특성을 가지고 있습니다. 대규모 그룹물질. 결과적으로 이러한 특성은 금속의 결정 구조로 정확하게 설명됩니다.

금속의 성질

에게 특정 속성문제의 물질은 다음과 같습니다.

금속성 광택. 단순 물질의 모든 대표자는 그것을 가지고 있으며 대부분은 동일합니다. 단 몇 가지(금, 구리, 합금)만 다릅니다.
가단성 및 가소성 - 아주 쉽게 변형되고 회복되는 능력입니다. 유 다른 대표자다양한 정도로 표현됩니다.
전기 및 열 전도성은 금속 및 그 합금의 적용 영역을 결정하는 주요 특성 중 하나입니다.

금속 및 합금의 결정 구조는 표시된 각 특성의 이유를 설명하고 각 특정 대표자의 심각도를 나타냅니다. 그러한 구조의 특징을 알고 있다면 샘플의 특성에 영향을 미치고 원하는 매개변수에 맞게 조정할 수 있습니다. 이는 사람들이 수십 년 동안 해왔던 방식입니다.

금속의 원자 결정 구조

이 구조는 무엇이며 특징은 무엇입니까? 이름 자체는 모든 금속이 고체 상태, 즉 정상적인 조건에서 결정임을 암시합니다(액체인 수은 제외). 크리스탈이란 무엇입니까?

이는 조건부입니다 그래픽 이미지, 신체를 구성하는 원자를 통해 가상의 선을 교차하여 구성됩니다. 즉, 모든 금속은 원자로 구성되어 있습니다. 그들은 혼란스럽지 않고 매우 정확하고 일관되게 위치합니다. 따라서 이 모든 입자를 정신적으로 하나의 구조로 결합하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다. 아름다운 이미지어떤 모양의 규칙적인 기하학적 몸체의 형태로.

이것은 일반적으로 금속의 결정 격자라고 불리는 것입니다. 이는 매우 복잡하고 공간적으로 방대하므로 단순화를 위해 전체가 표시되지 않고 일부, 즉 기본 셀만 표시됩니다. 그러한 세포 세트가 함께 모여 반사되어 결정 격자를 형성합니다. 화학, 물리학, 야금학은 그러한 구조의 구조적 특징을 연구하는 과학입니다.

그 자체는 서로 일정한 거리에 위치하고 주변에 엄격하게 고정된 수의 다른 입자를 조정하는 원자 집합입니다. 패킹밀도, 구성구조간의 거리, 배위수로 특징지워진다. 일반적으로 이러한 모든 매개변수는 전체 결정의 특성이므로 금속이 나타내는 특성을 반영합니다.

여러 종류가 있습니다. 그것들은 모두 하나의 공통점을 가지고 있습니다. 노드에는 원자가 포함되어 있고 내부에는 결정 내부의 전자의 자유로운 움직임에 의해 형성되는 전자 가스 구름이 있습니다.

결정 격자의 종류

격자 구조의 14가지 변형은 일반적으로 세 가지 주요 유형으로 결합됩니다. 그것들은 다음과 같습니다:

신체 중심 입방체.
육각형이 밀집되어 있습니다.
면 중심 입방체.

금속의 결정 구조는 고배율 이미지를 얻을 수 있게 된 후에야 연구되었습니다. 그리고 격자 유형의 분류는 프랑스 과학자 Bravais에 의해 처음으로 주어졌으며 그의 이름은 때때로 불립니다.

체심 격자

이 유형의 금속 결정 격자의 구조는 다음과 같습니다. 이것은 노드에 8개의 원자가 있는 입방체입니다. 또 하나는 무료 센터에 위치해 있습니다. 내부 공간세포는 "신체 중심"이라는 이름을 설명합니다.

이것은 단위 셀의 가장 간단한 구조에 대한 옵션 중 하나이므로 전체 격자 전체입니다. 다음 금속에는 이러한 유형이 있습니다.

몰리브덴;
바나듐;
크롬;
망간;
알파철;
베타 철 및 기타.

이러한 대표자의 주요 특성은 높은 수준의 가단성과 연성, 경도 및 강도입니다.

면중심 격자

면심입방격자를 갖는 금속의 결정구조는 다음과 같다. 이것은 14개의 원자를 포함하는 입방체입니다. 그 중 8개는 격자 노드를 형성하고, 또 다른 6개는 각 면에 하나씩 위치합니다.

그들은 비슷한 구조를 가지고 있습니다:

알류미늄;
니켈;
선두;
감마철;
구리.

주요 특징은 다양한 색상의 광택, 가벼움, 강도, 가단성, 내부식성 증가입니다.

육각형 격자

격자가 있는 금속의 결정 구조는 다음과 같습니다. 단위 셀은 육각 프리즘을 기반으로 합니다. 노드에는 12개의 원자가 있고 베이스에는 2개의 원자가 더 있으며 구조 중앙의 공간 내부에는 3개의 원자가 자유롭게 놓여 있습니다. 총 17개의 원자가 있습니다.

다음과 같은 금속:

알파 티타늄;
마그네슘;
알파코발트;
아연.

주요 특성은 높은 수준의 강도와 강한 은빛 광택입니다.

금속 결정 구조의 결함

그러나 고려되는 모든 유형의 세포에는 자연적인 단점, 즉 소위 결함이 있을 수도 있습니다. 이는 다음으로 인해 발생할 수 있습니다. 여러 가지 이유로: 금속 중의 이물질 및 불순물, 외부 영향 등

따라서 결정 격자가 가질 수 있는 결함을 반영한 분류가 있습니다. 과학으로서의 화학은 물질의 성질이 변하지 않도록 원인과 제거 방법을 규명하기 위해 각각을 연구합니다. 따라서 결함은 다음과 같습니다.

점. 공극, 불순물, 탈구된 원자 등 세 가지 주요 유형이 있습니다. 악화로 이어짐 자기적 성질금속, 전기 및 열 전도성.
선형 또는 전위. 가장자리와 나사가 있습니다. 재료의 강도와 품질이 저하됩니다.
표면 결함. 영향을 미치다 모습그리고 금속의 구조.

현재 결함을 제거하고 순수한 결정을 얻는 방법이 개발되었습니다. 그러나 이를 완전히 근절하는 것은 불가능하며 이상적인 결정 격자는 존재하지 않습니다.

금속의 결정 구조에 대한 지식의 중요성

위의 재료로부터 미세구조와 구조에 대한 지식을 통해 재료의 특성을 예측하고 영향을 미칠 수 있음은 자명하다. 그리고 화학 과학은 이것을 가능하게 해줍니다. 종합 학교의 9학년에서는 학생들이 기본 지식의 중요성에 대한 명확한 이해를 개발하는 학습 과정을 강조합니다. 논리적 체인: 구성 - 구조 - 속성 - 적용.

금속의 결정 구조에 대한 정보는 매우 명확하게 설명되어 있으며 교사는 모든 특성을 정확하고 유능하게 사용하기 위해 미세 구조를 아는 것이 얼마나 중요한지 어린이에게 명확하게 설명하고 보여줄 수 있습니다.