Прочность межатомной связи

Главным фактором, определяющим ширину запрещенной зоны, является прочность межатомной связи в данном соединении, которая, в свою очередь, зависит от природы атомов, и не только тех, которые образуют связь, но и тех, которые их окружают, от координационного числа, словом, от состава и строения данного твердого соединения. Прочность связи, как мы знаем, можно оценивать, исходя из экспериментальных данных о ее длине или о частоте максимума полосы излучения, зависящей от энергии связи атомов данного элемента—активатора с атомами соответствующего элемента твердого вещества — основы фосфора. [c.125]

Металлы семейства платины тугоплавки. В горизонтальных триадах температуры плавления уменьшаются, что связано с уменьшением числа неспаренных электронов на (п—1)с(-оболочках и уменьшением ковалентного вклада в химическую связь в кристаллах. Однако тяжелые платиноиды имеют более высокие температуры плавления, чем легкие, что указывает на большую прочность межатомных связей в кристаллах. [c.418]

Кремний. Особенности химии кремния. Второй типический элемент IV группы — кремний — является типовым аналогом углерода. Как и у углерода, у атома кремния в невозбужденном состоянии на 5-орбита/[и находят ся два спаренных электрона, а р-орбитали имеют два неспаренных электрона. Разница в том, что атом углерода располагает валентными электронами при главном квантовом числе 2, а атом кремния характеризуется тем же числом валентных электронов (4) при я = 3. В связи с увеличением числа электронных слоев по сравнению с углеродом у кремния наблюдаются рост атомного радиуса, понижение потенциала ионизации, уменьшение сродства к электрону и ОЭО. Возрастание радиуса ведет к увеличению длины и уменьшению прочности межатомных связей, особенно в гомоатомных соединениях, вследствие чего растет электрическая проводимость и сужается ширина запрещенной зоны. Поэтому углерод в виде алмаза представляет собой изолятор, а кремний — полупроводник. В целом переход от первого типического элемента ко второму свидетельствует о нарастании металличности и ослаблении неметаллических свойств. Однако вследствие наличия большого числа валентных электронов этот переход более плавный, чем в III группе от бора к алюминию. [c.369]

Возможность образования теми или иными твердыми телами поверхностных соединений определяется прочностью межатомных связей в кристаллической решетке рассматриваемых твердых тел. Силу межатомного взаимодействия оценивают по величине таких физических констант, как атомный объем, температура плавления, плотность и т. п. Периодическое изменение атомных объемов с увеличением порядкового номера элемента указывает на то, что образование поверхностных соединений наиболее вероятно на простых телах, образуемых углеродом, алюминием, кремнием, а также на металлах, занимающих середины больших периодов систе-мц Д. И. Менделеева [c.52]

Развитие физики твердого тела сделало возможным рассчитать прочность кристалла, исходя из прочности межатомных связей [25, с. 13]. При этом структура кристалла считалась идеальной (монокристалл). Однако оказалось, что реальная прочность намного ниже теоретической, ибо материалы всегда содержат дефекты, или они появляются под действием тепловых флуктуаций и напряжений в процессе нагружения. Эти дефекты являются концентраторами напряжений и вследствие этого преимущественными местами разрыва связей. Величина напряжения на дефектах может во много раз превосходить номинальное напряжение, что и объясняет низкие значения реальной прочности. [c.201]

Учитывая периодический характер изменения характеристик прочности межатомной связи простых веществ, можно заключить, что в совокупности с влиянием фактора Тт1 о этот факт достаточно четко объясняет картину изменения теплоемкости простых тел при температуре плавления в зависимости от атомного номера. [c.86]

Колебательная составляющая энтропии плавления определяется изменениями в спектре колебаний атомов при переходе из твердого состояния в жидкое. Процесс плавления с точки зрения изменения характера колебательного спектра системы характеризуется снижением максимальной частоты колебаний частиц за счет определенного ослабления сил сцепления и прочности межатомных связей при переходе из твердого состояния в жидкое. Колебательные спектры кристалла и расплава при температуре плавления достаточно хорошо аппроксимируются эйнштейновским приближением. [c.126]

Влияние на прочность межатомной связи других факторов рассматривается ниже. [c.16]

Термическая стабильность циана обусловлена прочностью межатомных связей в нем. В молекуле циана центральные атомы углерода линейной молекулы находятся в состоянии sp-гибридизации и образуют по три связи одну с другим атомом углерода и две с атомом азота. При этом у всех атомов остается по одному о-электрону, которые образуют делокализованные Лр.р-связи, упрочняющие молекулу [c.190]

Мы знаем (см. гл. I), что прочность всех твердых тел определяется прочностью межатомных связей она допускает упругую деформацию в несколько процентов, т. е. а аЕ, где а яа 0,1 почти для всех идеальных твердых тел. На самом деле наблюдаемые (табл. 8) в повседневной практике величины а намного меньше 0,1. [c.213]

Карбиды вольфрама и молибдена в сталях менее стабильны, чем карбиды хрома, ванадия, титана и ниобия. Стойкость карбидов железа и хрома может изменяться за счет растворения ими разных металлов, усиливающих или ослабляющих прочность межатомной связи между металлом и углеродом. Как правило, элементы, сами образующие карбиды, более стойкие, чем основной карбид, растворяясь в нем, повышают его стойкость. Наоборот, элементы, образующие менее стойкие карбиды, понижают стойкость основного карбида. [c.161]

Теплота образования, характеризующая прочность межатомных связей, имеет наибольшее значение у сульфидов Aa Bj и падает от алюминия к индию и от сульфидов к теллуридам. Эта же закономерность наблюдается и для температур плавления. [c.197]

Стали с 1—6% Сг мало чувствительны, а более высокохромистые стали — вообще не чувствительны к необратимой тепловой хрупкости. Элементы, повышающие теплоустойчивость стали (молибден, ванадий, титан, ниобий), уменьшают чувствительность ее к этому виду хрупкости за счет увеличения прочности межатомных связей и степени атомного порядка в граничном слое зерна [37]. [c.48]

Коллективизированные электроны вовлечены преимущественно в связь между металлическими атомами. Четкое расщепление /Ср -по-лосы в нитриде и менее четкое в чистом металлическом скандии указывает, по-видимому, на разделение d-состояний в металле и нитриде на две группы различной симметрии и t o [20], разность энергий которых примерно одинакова и равна 2—3 эв. Менее интенсивный длинноволновый горб Крв полосы свидетельствует о том, что ковалентные связи в нитриде, хотя и слабее металлических, но вносят заметный вклад в прочность межатомной связи этого соединения. Действительно, S N — прочное и химически стойкое соединение, плавящееся при температуре 2650° С. По данным работы [12], электросопротивление нитрида скандия в зависимости от температуры увеличивается линейно, что указывает, [c.139]

Проблема измерения локальных напряжений на связях в зоне разрушения тел возникла еще в 20—30-х годах, когда теоретические расчеты прочности межатомных связей привели, как уже отмечалось, к значениям, исчисляемым тоннами на квадратный миллиметр, и вскрылось большое расхождение между практической прочностью и прочностью идеально построенного тела. Задача измерения локальных перенапряжений на меж- [c.150]

Исследования советских ученых [72] показали, что теория Фукса — Кревелена приближенно верна только в частном случае при медленном нагреве топлива. На основании этих исследований была предложена теория параллельного первичного реагирования. Согласно этой теории при мгновенном (за доли секунды) нагревании угля в заданных условиях исходные многоатомные молекулы реагируют одновременно по ряду параллельно протекающих первичных реакций, в том числе ранее неизвестных, при которых в исходном топливе с разной скоростью разрываются различные по энергетической прочности межатомные связи. [c.69]

Соединения, применяемые в качестве твердых смазок, относятся к классу сильно анизотропных соединений со слоистой кристаллической решеткой. Кристаллические решетки у них имеет различную прочность межатомных связей в различных направлениях. Различие прочности обусловлено как разницей в межатомных расстояниях, так и разной природой сил взаимодействия между атомами в слоях и между слоями. Например, в кристаллической решетке дисульфида молибдена между атомами серы в параллельных слоях действуют ван-дер-ваальсовы силы, а между атомами серы и молибдена — гораздо более прочные ковалентные силы. Поэтому под действием внешних сил происходит скольжение плоскостей, что в значительной степени и обеспечивает эффективное смазывание. [c.670]

Водород в соединениях с неметаллами поляризован положительно. Поскольку он сам является неметаллом, эти соединения сравнительно малонолярны. Даже соединения с галогенами, например НО, представляют собой почти идеально ковалентную молекулу . Если допустить образование положительного иона водорода при взаимодействии с сильно электроотрицательными элементами (что мало вероятно из-за большого потенциала ионизации), образующиеся соединения должны быть малополярными в результате исключительно высокого поляризующего действия Н +. Таким образом, соединения водорода со степенью окисления +1 — малополярные ковалентные вещества. Они летучи по той простой причине, что между ковалентными молекулами действуют слабые ван-дер-ваальсовы силы или водородная связь. Прочность межатомных связей и термическая устойчивость летучих гидридов зависят в первую очередь от [c.102]

В табл. 33 видно, что у всех металлов переходных подгрупп VB— VHIB (кроме Pd) модуль упругости не меньше 150-10 н см . У металлов непереходных подгрупп и у примыкающего к ним палладия, у которого 10 электронов в (и—1)с -подуровне, модули упругости не выше 125-10 н/см . Температура плавления, характеризующая тоже в какой-то мере прочность межатомных связей, у всех металлов переходных подгрупп (кроме лантана, актиния, некоторых лантаноидов и актиноидов) превышает 1500° С, у вольфрама достигает 3390° С. [c.319]

Водород в соединениях с неметаллами поляризован положительно. Поскольку он сам является неметаллом, эти соединения сравнительно малополярны. Даже соединения с галогенами, например НС1, представляют собой почти идеально ковалентную молекулу. Если допустить образование положительного иона водорода при взаимодействии с сильно электроотрицательными элементами (что маловероятно из-за большого потенциала ионизации), образующиеся соединения должны быть малополярными в результате исключительно высокого по [яризу-ющего действия Н. Таким образом, соединения водорода со степенью окисления +1 — малополярные ковалентные вещества. Они летучи по той простой причине, что между молекулами действуют слабые ван-дер-ваальсовы силы или водородная связь. Прочность межатомных связей и термическая устойчивость летучих гидридов зависят в первую очередь от ОЭО и размера атома второго элемента, с которым связан водород. Как видно из рис. 133, внутри группы прочность связей Н—Э уменьшается сверху вниз. В этом же направлении возрастает атомный размер второго элемента и уменьшается его ОЭО. Оба фактора действуют в направлении уменьшения прочности связи Н—Э. За небольшими исключениями внутри периода с ростом порядкового номера Э прочность связи Н—Э возрастает из-за увеличения ОЭО и уменьшения размера Э. Если же взять два элемента с одинаковой ОЭО, более тяжелый образует менее устойчивый летучий гидрид. Так, например, устойчивость метана выше, чем сероводорода, хотя углерод и сера характеризуются одинако- Рис. 133. Энергия связи в летучих водо-ВОЙ ОЭО. родных соединениях [c.297]

Жаропрочная сталь должна хорошо сопротивляться иолзучестп и обладать высокой кратковременной и длительной прочностью при высокой температуре. Жаропрочность зависит от мелчатомных связей сплава. В сплавах на одной и той же основе можно значительно увеличить жаропрочность легированием, так как при этом возрастает прочность межатомных связей и повышается температура рекристаллизации. [c.78]

Стойкость карбидов определяется прочностью межатомных связей в их решетке. Однако наличие железной основы в металле оказывает существенное влияние на стойкость карбидных составляющих. Поэтому известные физические и термодинамические характеристики изолированных карбидов могут быть использованы для лцеп . . водородоустойчивости стали только в первом приближении. [c.161]

Представляют интерес исследования, результаты которых характеризуют прочность межатомных связей в кристаллической решетке в растворе хрома в никеле. В работе Е.З.Винтайкина [ 28] кнудсеновским методом определения давления пара в сочетании с методом радиоактивных изотопов оценены упругости паров хрома для сплавов никель-хром, [c.35]

Именно наличием подобного слоя объясняется повышенная коррозионная стойкость в окислительных средах сплавов алюминия, хрома, никеля, титана и др. металлов. Таким же образом (по при повышенных т-рах) Б. с. формируются на поверхности материалов, используемых при высокой т-ре. В процессе взаимодействия контактирующих веществ происходят реакционная диффузия одного или нескольких из них в твердый материал, образование слоя пересыщенного твердого раствора и последующая перестройка его кристаллической решетки. В результате на поверхности материала образуется слой новых фаз (рис.), скорость роста к-рых определяется природой контактирующих веществ и условиями взаимодействия (темиературой, давлением, концентрацией вещества, временем). Формирование такого слоя возможно газопламенным напылением и др. способом. Если условие Пиллинга — Бедвортса выполняется, закономерности роста фаз в заданном интервале т-р описываются в основном зависимостями г/" = кт или у = /с 1п т, где у — толщина слоя новой фазы к, п — коэффициенты скорости роста фаз т — время взаимодействия. Чем меньще коэфф. к и больше коэфф. п, тем меньше влияние времени на скорость взаимодействия и тем, следовательно, лучшими барьерными свойствами обладает диффузионный слой. Значения коэфф. пик определяются природой контактирующих веществ и продуктов взаимодействия, кристаллохим. особенностями образующихся фаз, дефектностью кристаллической решетки, диффузионной подвижностью компонентов в ней, термодинамикой процесса. В общем случае чем выше прочность межатомной связи (большая часть ковалентных или ионных связей) в продуктах взаимодействия, тем вероятнее проявление ими барьерных свойств. Так, дибориды титана и циркония, окислы алюминия, магния и тория обнаруживают высокие барьерные свойства в контакте со мн. веществами. [c.120]

ДЛИТЕЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ-св-во материала сопротивляться разрушению при длительном воздействии статической нагрузки и высокой т-ры. Является одной из осн. характеристик (наряду с кратковременной прочностью, ползучестью, релаксационной стойкостью, длительной пластичностью), входящих в комплекс св-в, определяющих жаропрочность материала. Обусловливается прочностью межатомных связей и структурой материала, создаваемой подбором его хим. состава и термомеханической обработкой. Для некоторых материалов, напр, титана сплавов, Д. п. имеет значение и при неповышенных т-рах. Чтобы определить Д. п., образец материала испытывают при постоянной нагрузке, определяя зависимость времени до разрушения т от условного напряжения а, отнесенного к начально11 площади сечения образца. Результаты испытаний представляют в виде таблиц, по к-рым для каждой т-ры Т определяют т. и. предел Д. н.— миним. напряжение, при к-ром мате- [c.395]

Из сказанного следует, что наряду с обычным , чисто механическим способом разрыва межатомных связей, при котором рассоединение атомов осуществляется целиком за счет внешнего воздействия, когда уровень внешней силы достигает предельной величины, равной прочности межатомной связи (отсюда и выводился предел прочности), существует и другой, необычный , смешанный способ разрушения. В этом случае рассоединение атомов осуществляется при нагрузках, меньших прочности межатомных связей, причем дорывание напряженных межатомных связей осуществляют тепловые флуктуации. Учет разрушающей роли теплового движения, тепловых флуктуаций составляет основное содержание нового, кинетического подхода к проблеме прочности твердых тел. [c.11]