ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
90
например, в железе, можно увеличить (а значит повысить его твердость и т.пл.),
добавляя легирующие М: Cr, Mo или W. Почему именно
эти металлы? ).
Большей локализации электронов, а значит, и большей прочности кристаллической
решетки М, способствуют
нарушения ее правильности, которые возникают при ковке
металла или за счет примеси неметаллов (азота, кислорода, водорода, углерода).
Кроме того, чем более
мелкозернистой является структура металла, тем он
прочнее (и в то же время пластичнее). Мелкозернистость повышают
легированием, а
также переводом М из кристаллического состояния в
аморфное (резким охлаждением
его расплава). В последнем случае прочность возрастает на порядок. Однако выше 200
0
С
она теряется из-за перехода аморфной структуры металлы снова в кристаллическую.
Остановимся на том, как изменяются рассматриваемые свойства d-М в
подгруппах сверху вниз. В подгруппах меди, цинка и скандия, как и в случае s-Э, к
которым они близки по электронной конфигурации валентного слоя, твердость и
значения т.пл. М
снижаются
1
.
Как следствие, наименьшую т.пл. (–39
0
С) имеет Hg (см. сноску 2) - единственный М
(среди простых), являющийся
жидким при н.у. Поэтому используется для изготовления
термометров и как
растворитель других металлов – при получении амальгам).
Однако для остальных d-металлов, имеющих
большее число неспаренных
d-электронов, твердость и тугоплавкость в подгруппах возрастает. Поскольку по
мере увеличения
экранирования ядра (за счет повышения числа нижележащих d-
подуровней)
растет степень участия валентных d-электронов в межатомном
связывании, что упрочняет кристаллическую решетку М.
Как результат указанных закономерностей, наблюдаемых и в периодах, и в
подгруппах, вольфрам – самый тугоплавкий металл (т.пл.=3420
0
С), поэтому его
применяют в лампах накаливания и для создания самых жаростойких сплавов.
Электропроводность.
Среди металлов минимальную электропроводность (λ)
имеет ртуть. Ее λ принята за
единицу
2
.
Для большинства d-металлов значение электропроводности не превышает 10. А у
наиболее проводящих М: Cu, Ag и Au, - составляет при об.у. 57, 59 и 40
соответственно, поэтому их используют в электротехнике.
С повышением Т значение λ(М) снижается (из-за роста теплового движения).
Напротив, при температурах близких к абсолютному нулю, некоторые металлы и сплавы
приобретают свойство
сверхпроводимости (как, например, GeNb
3
при
3,24
T
=
К).
Магнитные свойства. Магнитные свойства кристаллов зависят от числа
электронов, остающихся
неспаренными после образования химической связи между
атомами. Если вклад неспаренных электронов очень мал, то вещества являются
диамагнитными (вытесняются магнитным полем, т.к. оказывают сопротивление
прохождению магнитного поля большее, чем вакуум). Это металлы подгруппы меди и
цинка, цирконий, а также галлий, олово, свинец.
Остальные d-металлы (кроме того, ЩМ, ЩЗМ; редкоземельные и алюминий)
относят к
парамагнитным – они втягиваются магнитным полем, поскольку их
сопротивление прохождению магнитного поля меньше, чем вакуума.
1
В подгруппе меди минимальное значение т.пл. имеет серебро вследствие особой устойчивости подуровня
4d
10
.
2
Низкие значения электропроводности Hg и ее температуры плавления объясняются особой устойчивостью
6s
2
-подуровня вследствие f-сжатия, что снижает как делокализацию электронов, так и степень их участия
в межатомном связывании.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- …
- следующая ›
- последняя »
