Doğadaki herhangi bir madde, bilindiği gibi, daha küçük parçacıklardan oluşur. Onlar sırayla bağlanır ve belirli bir maddenin özelliklerini belirleyen belli bir yapı oluşturur.
Kendine özgü atomik kristal kafesKatılar ve düşük sıcaklıklarda ve yüksek basınçta oluşur. Aslında, tam da bu yapı nedeniyle, elmas, metal ve diğer birçok malzemenin karakteristik mukavemet kazanması.
Bu maddelerin moleküler düzeyde yapısıHer bir atom komşu ile doğada bulunan en dayanıklı bileşik olan bir kovalent bağ ile bağlanan bir kristal kafes gibi görünür. Yapıyı oluşturan tüm küçük elemanlar, düzenli bir şekilde ve belirli bir periyodiklik ile düzenlenir. Her zaman aynı sayıda uydu ile çevrelenen atomların olduğu köşelerde bir ızgarayı temsil eden atomik kristal kafes pratikte yapısını değiştirmez. Saf bir metal veya alaşımın yapısının sadece ısıtılarak değiştirilebileceği iyi bilinmektedir. Bu durumda, sıcaklık artar, kafesdeki bağlar daha güçlü olur.
Başka bir deyişle, bir atomik kristal kafesmalzemelerin mukavemetinin ve sertliğinin anahtarıdır. Bununla birlikte, bu durumda, farklı maddelerdeki atomların düzenlenmesinin de farklı olabileceği ve bu da güç derecesini etkileyen akılda tutulmalıdır. Yani, örneğin, bileşimlerinde aynı karbon atomuna sahip olan elmas ve grafit, güç bakımından birbirinden oldukça farklıdır: elmas Dünyadaki en zor maddedir, grafit tabakalaşabilir ve kırılabilir. Gerçek şu ki, grafit atomların kristal kafesinde katmanlar halinde düzenlenmiştir. Her katman, içinde karbon atomlarının zayıf bir şekilde ifade edildiği bir arı petekine benzemektedir. Benzer bir yapı, kalem uçlarının katmanlı parçalanmasına neden olur: kırıldığında, grafit kısımları soyulabilir. Başka bir şey, kristal kafesi heyecanlı karbon atomlarından oluşan, yani 4 güçlü bağ oluşturabilen bir elmastır. Böyle bir eklemi yok etmek imkansızdır.
Metallerin kristal kafesleri ek olarak belirli özelliklere sahiptir:
1. Kafes dönemi - arasındaki mesafeyi belirleyen bir değerkafesin kenarı boyunca ölçülen iki bitişik atomun merkezleri. Genel olarak kabul edilen adlandırma, matematikten farklı değildir: sırasıyla a, b, c - uzunluk, genişlik, kafes yüksekliği. Açıkçası, şeklin boyutu o kadar küçüktür ki mesafe en küçük ölçü birimlerinde ölçülür - nanometrenin onda biri veya angström.
2. K - koordinasyon numarası. Paketleme yoğunluğu göstergesitek bir kafes içindeki atomlar. Buna göre, yoğunluğu daha yüksek, K sayısı artar. Aslında, bu rakam, incelenen atomdan mümkün olduğunca yakın ve eşit mesafede bulunan atom sayısını temsil eder.
3. Kafesin temeli. Ayrıca kafesin yoğunluğunu karakterize eden bir değer. Çalışılan belirli bir hücreye ait toplam atom sayısını temsil eder.
4. Kompaktlık faktörü kafesin toplam hacminin içindeki tüm atomların kapladığı hacime bölünmesiyle ölçülür. Önceki iki gibi, bu değer çalışılan kafesin yoğunluğunu yansıtır.
Sadece birkaç maddeyi inceledik.atomik kristal kafes karakteristiktir. Bu arada, birçoğu var. Çok çeşitli olmasına rağmen, kristal atomik kafes her zaman bir kovalent bağ (polar veya polar olmayan) ile bağlanan birimleri içerir. Ek olarak, bu tür maddeler pratik olarak suda çözünmez ve düşük ısı iletkenliği ile karakterize edilir.
Doğada, üç tür kristal kafes vardır: kübik hacim merkezli, kübik yüz merkezli, yakın paketlenmiş altıgen.
