Атомна кристална решетка

Всяко вещество в природата, както е известно, се състои от по-малки частици. Те, от своя страна, са свързани и образуват специфична структура, която определя свойствата на дадено вещество.

Атомната кристална решетка е присъщатвърди вещества и се получава при ниски температури и високо налягане. Всъщност благодарение на тази структура диамантът, металите и редица други материали придобиват характерна здравина.

Структурата на такива вещества на молекулярно нивоприлича на кристална решетка, всеки атом, в който е свързан със съседа си от най-силното съединение, съществуващо в природата - ковалентна връзка. Всички най-малки елементи, които образуват структури, са подредени в една редовна и определена периодичност. Представлявайки решетка, в чиито ъгли има атоми, заобиколени от същия брой спътници, атомната кристална решетка практически не променя структурата си. Известно е, че структурата на чист метал или сплав може да бъде променена само чрез загряване. В този случай температурата е по-висока, толкова по-силни са връзките в решетката.

С други думи, атомната кристална решеткае ключът към здравината и твърдостта на материалите. Трябва обаче да се има предвид, че разположението на атомите в различни вещества също може да се различава, което от своя страна влияе на степента на здравина. Така например диаманта и графитът, които имат същите въглеродни атоми в състава, са силно различни по отношение на показателите за якост: диаматът е най-твърдото вещество на Земята, графитът може също да се разпадне и да се счупи. Факт е, че в кристалната решетка на графита, атомите са разположени на слоеве. Всеки слой прилича на клетка от пчелна пита, в която въглеродните атоми са свързани по-скоро слабо. Тази структура причинява ламеларното разпадане на молива: ако част от графита се разпадне, те просто се ексфолират. Друго нещо е диамант, чиято кристална решетка се състои от възбудени въглеродни атоми, т.е. онези, които могат да образуват четири силни връзки. Просто е невъзможно да се разруши такава връзка.

Освен това кристалните решетки на металите имат някои характеристики:

1. Решетният период - стойност, която определя разстоянието междуцентрове на два съседни атома, измерени по ръба на решетката. Конвенционалното означение не се различава от това в математиката: a, b, c - дължина, ширина, височина на решетката, съответно. Очевидно е, че размерите на фигурата са толкова малки, че разстоянието се измерва в най-малките единици - една десета от нанометъра или апгстрьоми.

2. К е координационният номер, Индексът, който определя плътността на опаковкатаатоми в същата решетка. Съответно, неговата плътност е по-голяма, толкова е по-голямо числото К. Всъщност тази цифра е броят на атомите, които са възможно най-близо и на равно разстояние от атома, който се изследва.

3. Основата на решетката, Също така количество, характеризиращо плътността на решетката. Това е общият брой атоми, които принадлежат към конкретна изследвана клетка.

4. Коефициент на компактност се измерва чрез преброяване на общия обем на решетката, разделен на обема, който всички атоми в нея заемат. Подобно на предходните две, тази стойност отразява плътността на изследваната решетка.

Разгледахме само няколко веществаатомната кристална решетка е присъща. Междувременно има много от тях. Въпреки голямото разнообразие, кристалната атомна решетка включва единици, които винаги са свързани чрез ковалентна връзка (полярна или неполярна). Освен това тези вещества са практически неразтворими във вода и се характеризират с ниска топлопроводимост.

В природата съществуват три вида кристални решетки: кубичен обем, центриран на куб, центриран в шестоъгълна форма.