İnsanların həmişə işləməyə üstünlük verdikləri ən çox yayılmış materiallardan biri metal olmuşdur. Hər dövrdə bu heyrətamiz maddələrin müxtəlif növlərinə üstünlük verilirdi. Belə ki, eramızdan əvvəl IV-III minilliklər Xalkolit, yəni mis dövrü hesab olunur. Daha sonra bürünclə əvəz olunur, sonra bu gün də aktual olan dəmir qüvvəyə minir.
Bu gün bir vaxtlar metal məmulatlar olmadan bunu etmək mümkün olduğunu təsəvvür etmək ümumiyyətlə çətindir, çünki məişət əşyalarından, tibbi alətlərdən tutmuş ağır və yüngül avadanlıqlara qədər demək olar ki, hər şey bu materialdan ibarətdir və ya ayrı-ayrı hissələri ehtiva edir. ondan. Niyə metallar belə populyarlıq qazana bildi? Xüsusiyyətlər hansılardır və onların strukturuna necə xasdır, gəlin bunu daha ətraflı anlamağa çalışaq.
Metallar haqqında ümumi anlayış
"Kimya. 9-cu sinif" bir dərslikdir kiməktəblilər öyrənirlər. Məhz orada metallar ətraflı öyrənilir. Onların fiziki və kimyəvi xassələrinin nəzərdən keçirilməsi geniş bir fəsilə həsr edilmişdir, çünki onların müxtəlifliyi olduqca böyükdür.
Məhz bu yaşdan etibarən uşaqlara bu atomlar və onların xassələri haqqında təsəvvür yaratmaq tövsiyə olunur, çünki yeniyetmələr artıq belə biliklərin dəyərini tam olaraq qiymətləndirə bilirlər. Onlar ətrafdakı obyektlərin, maşınların və digər əşyaların müxtəlifliyinin metal təbiətə əsaslandığını mükəmməl şəkildə görürlər.
Metal nədir? Kimya nöqteyi-nəzərindən bu atomları aşağıdakılara malik olanlar kimi adlandırmaq adətdir:
- xarici səviyyədə az sayda elektron;
- güclü bərpaedici xüsusiyyətləri göstərir;
- böyük atom radiusuna malikdir;
- sadə maddələrin bir sıra xüsusi fiziki xassələri var.
Bu maddələr haqqında biliklərin əsasını metalların atom-kristal quruluşunu nəzərə almaqla əldə etmək olar. Bu birləşmələrin bütün xüsusiyyətlərini və xassələrini izah edir.
Metallar üçün dövri sistemdə bütün cədvəlin çox hissəsi ayrılmışdır, çünki onlar birincidən üçüncü qrupa qədər bütün ikinci dərəcəli alt qrupları və əsasları təşkil edirlər. Ona görə də onların say üstünlüyü göz qabağındadır. Ən çox yayılmışlar:
- kalsium;
- natrium;
- titan;
- dəmir;
- maqnezium;
- alüminium;
- kalium.
Bütün metallar onları bir böyük maddələr qrupunda birləşdirməyə imkan verən bir sıra xüsusiyyətlərə malikdir. Öz növbəsində, bu xüsusiyyətləri izah edən metalların kristal quruluşudur.
Metalların xassələri
Baxılan maddələrin spesifik xassələrinə aşağıdakılar daxildir.
- Metal parlaqlığı. Sadə maddələrin bütün nümayəndələri buna sahibdirlər və onların əksəriyyəti eyni gümüş-ağ rəngə malikdir. Yalnız bir neçəsi (qızıl, mis, ərintilər) fərqlidir.
- Etibarlılıq və plastiklik - kifayət qədər asanlıqla deformasiya və bərpa etmək qabiliyyəti. Fərqli nümayəndələr üçün fərqli dərəcədə ifadə edilir.
- Elektrik və istilik keçiriciliyi metalın və onun ərintilərinin əhatə dairəsini müəyyən edən əsas xüsusiyyətlərdən biridir.
Metalların və ərintilərin kristal quruluşu göstərilən xüsusiyyətlərin hər birinin səbəbini izah edir və hər bir xüsusi nümayəndədə onların şiddətindən danışır. Əgər belə bir strukturun xüsusiyyətlərini bilirsinizsə, onda siz nümunənin xassələrinə təsir göstərə və onu insanların onilliklər ərzində etdikləri istədiyiniz parametrlərə uyğunlaşdıra bilərsiniz.
Metalların atom kristal quruluşu
Belə bir quruluş nədir, nə ilə xarakterizə olunur? Adın özü bütün metalların bərk vəziyyətdə, yəni normal şəraitdə (maye olan civə istisna olmaqla) kristal olduğunu göstərir. Kristal nədir?
Bu, bədəni düzən atomlar arasından xəyali xətləri keçməklə qurulmuş şərti qrafik təsvirdir. Başqa sözlə, hər bir metal atomlardan ibarətdir. Onlar təsadüfi deyil, çox müntəzəm və ardıcıl olaraq yerləşirlər. Deməli, əgər zehni olaraqbütün bu hissəcikləri bir strukturda birləşdirsəniz, istənilən formalı adi həndəsi gövdə şəklində gözəl bir şəkil əldə edirsiniz.
Buna metalın kristal qəfəsi deyilir. O, çox mürəkkəb və məkan baxımından həcmlidir, ona görə də sadəlik üçün onun hamısı deyil, yalnız bir hissəsi, elementar hüceyrəsi göstərilir. Üçölçülü məkanda bir araya gətirilən və əks olunan belə hüceyrələr dəsti kristal qəfəslər əmələ gətirir. Kimya, fizika və metalşünaslıq bu cür strukturların struktur xüsusiyyətlərini öyrənən elmlərdir.
Elementar hüceyrənin özü bir-birindən müəyyən məsafədə yerləşən və onların ətrafında ciddi şəkildə müəyyən edilmiş sayda digər hissəcikləri əlaqələndirən atomlar toplusudur. Qablaşdırma sıxlığı, tərkib strukturları arasındakı məsafə və koordinasiya nömrəsi ilə xarakterizə olunur. Ümumiyyətlə, bütün bu parametrlər bütün kristalın xüsusiyyətidir və buna görə də metalın nümayiş etdirdiyi xassələri əks etdirir.
Kristal qəfəslərin bir neçə növü var. Onların hamısını bir xüsusiyyət birləşdirir - düyünlərdə atomlar, içərisində isə elektronların kristal daxilində sərbəst hərəkəti nəticəsində əmələ gələn elektron qaz buludu var.
Kristal qəfəslərin növləri
Şəfəqin strukturu üçün on dörd variant adətən üç əsas növdə birləşdirilir. Onlar aşağıdakılardır:
- Bədən Mərkəzli Kub.
- Altıbucaqlı sıx yığılmış.
- Üz mərkəzli kub.
Metalların kristal quruluşu yalnız elektron mikroskopiya vasitəsilə tədqiq olundu, o zaman ki, şəkillərin böyük böyüdülməsi mümkün oldu. Və qəfəslərin növlərinin təsnifatını ilk dəfə fransız alimi Bravais təqdim etmişdir, bəzən onların adı ilə də çağırılır.
Bədən Mərkəzli Şəbəkə
Bu tip metalların kristal şəbəkəsinin quruluşu aşağıdakı quruluşdur. Bu, düyünlərində səkkiz atom olan bir kubdur. Digəri hüceyrənin boş daxili məkanının mərkəzində yerləşir və bu, "bədən mərkəzli" adını izah edir.
Bu elementar hüceyrənin və deməli, bütövlükdə bütün qəfəsin ən sadə quruluşunun variantlarından biridir. Aşağıdakı metallar bu tipə malikdir:
- molibden;
- vanadium;
- chrome;
- manqan;
- alfa dəmir;
- betta-iron və başqaları.
Belə nümayəndələrin əsas xüsusiyyətləri yüksək dərəcədə elastiklik və çeviklik, sərtlik və möhkəmlikdir.
Üz mərkəzli qəfəs
Üz mərkəzli kub qəfəsi olan metalların kristal quruluşu aşağıdakı quruluşdur. Bu, on dörd atomu ehtiva edən bir kubdur. Onlardan səkkizi qəfəs düyünlərini təşkil edir və daha altısı hər üzdə bir yerdə yerləşir.
Onların oxşar quruluşu var:
- alüminium;
- nikel;
- qurğuşun;
- qamma dəmir;
- mis.
Əsas fərqləndirici xüsusiyyətlər - parlaqlıqmüxtəlif rənglər, yüngüllük, möhkəmlik, elastiklik, korroziyaya qarşı artan müqavimət.
Altıbucaqlı şəbəkə
Bu tip qəfəsə malik metalların kristal quruluşu aşağıdakı kimidir. Elementar hüceyrə altıbucaqlı prizmaya əsaslanır. Onun düyünlərində 12 atom var, daha ikisi bazalarda və üç atom quruluşun mərkəzindəki boşluqda sərbəst şəkildə yerləşir. Cəmi on yeddi atom.
Metallar, məsələn:
oxşar kompleks konfiqurasiyaya malikdir
- alfa titan;
- maqnezium;
- alfa kob alt;
- sink.
Əsas xüsusiyyətlər - yüksək möhkəmlik, güclü gümüş parıltı.
Metalların kristal strukturunda qüsurlar
Lakin bütün hesab edilən hüceyrə növlərinin təbii qüsurları və ya sözdə qüsurları ola bilər. Bu, müxtəlif səbəblərlə bağlı ola bilər: metallardakı yad atomlar və çirklər, xarici təsirlər və s.
Buna görə də kristal qəfəslərin ola biləcəyi qüsurları əks etdirən təsnifat mövcuddur. Kimya bir elm olaraq materialın xassələrinin dəyişməməsi üçün səbəb və çarəni müəyyən etmək üçün onların hər birini öyrənir. Beləliklə, qüsurlar aşağıdakılardır.
- Nöqtə. Onlar üç əsas növdə olur: boşluqlar, çirklər və ya yerdəyişmiş atomlar. Onlar metalın maqnit xüsusiyyətlərinin, onun elektrik və istilik keçiriciliyinin pisləşməsinə səbəb olur.
- Xətti və ya dislokasiya. Marjinal və vida ayırın. Materialın gücünü və keyfiyyətini pisləşdirin.
- Səthqüsurlar. Metalların görünüşünə və quruluşuna təsir edir.
Hazırda qüsurları aradan qaldırmaq və saf kristallar əldə etmək üçün üsullar işlənib hazırlanmışdır. Bununla belə, onları tamamilə aradan qaldırmaq mümkün deyil, ideal kristal qəfəs mövcud deyil.
Metalların kristal quruluşu haqqında biliklərin dəyəri
Yuxarıdakı materialdan aydın olur ki, incə quruluş və quruluş haqqında bilik materialın xüsusiyyətlərini proqnozlaşdırmağa və onlara təsir etməyə imkan verir. Bu isə kimya elmi ilə məşğul olmağa imkan verir. Ümumtəhsil məktəbinin 9-cu sinfi şagirdlərə fundamental məntiqi zəncirin əhəmiyyətini aydın başa düşməyi öyrətməyə diqqət yetirir: kompozisiya - quruluş - xassələr - tətbiq.
Metalların kristal quruluşu haqqında məlumat bu əlaqəni çox aydın şəkildə göstərir və müəllimə bütün xassələrdən düzgün və bacarıqla istifadə etmək üçün incə quruluşu bilmənin nə qədər vacib olduğunu aydın izah etməyə və uşaqlara göstərməyə imkan verir.
