Расширенная и углубленная теория металлической связи.

[hfilipenk]

Основная проблема состоит в том, что используя рентген определили типы кристаллических решеток разных металлов,а почему они такие, а не другие пока не известно. Например медь кристаллизуется в ГЦК решетку, а железо в ОЦК, которая при нагреве становиться ГЦК и этот переход используется при термообработке сталей.

Обычно в литературе металлическая связь описывается, как осуществленная посредством обобществления внешних электронов атомов и не обладающая свойством направленности. Хотя встречаются попытки (см. ниже) объяснения направленной металлической связи т.к. элементы кристаллизуются в определенный тип решетки. Основные типы кристаллических решеток металлов объемно-центрированная кубическая; гранецентрированная кубическая; гексагональная плотноупакованная.

Пока невозможно в общем случае вывести из квантовомеханических расчетов кристаллическую структуру металла по электронному строению атома, хотя, например, Ганцхорн и Делингер указали на возможную связь между наличием кубической объемно-центрированной решетки в подгруппах титана, ванадия, хрома и наличием в атомах этих металлов валентных d-орбиталей.

Нетрудно заметить, что четыре гибридные орбитали направлены по четырем телесным диагоналям куба и хорошо приспособлены для связи каждого атома с его 8 соседями в кубической объемноцентрированной решетке. При этом оставшиеся орбитали направлены к центрам граней элементарной ячейки и, возможно, могут принимать участие в связи атома с шестью его вторыми соседями. Первое координационное число (К.Ч.1) \"8\"плюс второе координационное число (К.Ч.2) \"6\" в сумме равно \"14\".

Покажем, что металлическая связь в плотнейших упаковках (ГЕК и ГЦК) между центральноизбранным атомом и его соседями в общем случае, предположительно, осуществляется посредством 9 (девяти) направленных связей, в отличие от числа соседей равного 12 (двенадцати) (координационное число).

В литературе приводится много факторов влияющих на кристаллизацию поэтому решил их максимально убрать, и модель металла в статье скажем так ,идеальная, т.е. все атомы одинаковые (чистый металл), кристаллические решетки без включений, без внедрений, без дефектов и т.д. Используя эффект Холла и другие данные по свойствам, а также рассчеты Ашкрофта и Мермина , у меня главным определяющим тип решетки фактором, оказались внешние электроны остова атома или иона, который получился в результате передачи части электронов в зону проводимости.

Оказалось, что металлическая связь обусловлена не только обобществлением электронов, а и внешними электронами атомных остовов, которые определяют направленность или тип кристаллической решетки.

Попытаемся связать внешние электроны атома данного элемента со структурой его кристаллической решетки, учитывая необходимость направленных связей (химия) и наличие обобществленных электронов (физика), ответственных за гальваномагнитные свойства.

основную часть работы смотрите на стр.

https://natureofchemicalelements.blogspot.com

Основным достижением моей работы считаю то, что было определено настоящее первое координационное число для атомов в монокристаллах чистых металлов (ГЦК и ГЕК кристаллических решеток) равное 9. Число это выведено из физических и химических свойств кристаллов.

 Итак валентность атома железа равна 14 в монокристалле железа, а атома меди 15 в монокристалле меди, отсюда и механические свойства. У калия, натрия по 8 электронов связи, у алюминия и магния по 9. Валентность в монокристаллах этих чистых металлов. Электроны связи расположены ближе к электронам проводимости, чем заряженные ядра атомов (ионов), поэтому необходимо учитывать периодичность в кристаллах не только связанную с ядрами, но и с электронами связи. Так как предположительно изменилась кристаллическая решетка ГЦК, ее применение в теории волновых векторов при переходах прямая решетка в обратную решетку подлежит обсуждению.

 Для некоторых элементов-монокристаллов я могу ошибаться с подсчетом электронов связи, которые влияют на образование того или иного типа кристаллической решетки. Однако мне кажется, что такая закономерность существует.

[бродяга_]

5 минут назад, hfilipenk сказал:

Основным достижением моей работы считаю то, что было определено настоящее первое координационное число для атомов в монокристаллах чистых металлов (ГЦК и ГЕК кристаллических решеток) равное 9. Число это выведено из физических и химических свойств кристаллов.

 Итак валентность атома железа равна 14 в монокристалле железа, а атома меди 15 в монокристалле меди, отсюда и механические свойства.

а какой смысл исследовать чистые металлы, если в бытовухе сплошная легировка. а вот влияние легирующих компонентов это уже вкуснее,

особенно если легирующий элемент из области нано размеров, а соотношение к существенному изменению свойств металла, будет от четвертой шестой цифры после запятой.

[бродяга_]

востребованы легированные сплавы и еще более композиты.

вот к примеру чудный компонент для композита...

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiM4aePjJfyAhXwAxAIHbhgCTsQFnoECAcQAw&url=http%3A%2F%2Fviu.tsu.ru%2Fnews%2Fpractices%2F4778%2F&usg=AOvVaw1Sa7pVfF8JW3EXmVNDTL6i

[бродяга_]

еще лет двадцать назад сделал пробу в цпг полость на движок окушки. машина ресурс отработала, а движок еще трудится на тракторе.

[hfilipenk]

2 часа назад, бродяга_ сказал:

а какой смысл исследовать чистые металлы, если в бытовухе сплошная легировка. а вот влияние легирующих компонентов это уже вкуснее,

особенно если легирующий элемент из области нано размеров, а соотношение к существенному изменению свойств металла, будет от четвертой шестой цифры после запятой.

чистая медь играет огромную роль в электротехнике... однако конечно сплавы сегодня имеют приоритет... так вот и в сплавах железо не трехвалентное как выяснилось в моей работе... это важно для разработчиков и легированных сплавов и обычных. А также в перспективе и для специалистов выращивающих монокристаллы и там не нано, а ангстрем технологии.

[бродяга_]

28 минут назад, hfilipenk сказал:

чистая медь играет огромную роль в электротехнике...

не такая она уж и чистая. там примесей перечислять на страницу не поместятся.

 

31 минуту назад, hfilipenk сказал:

а ангстрем технологии.

для кристалла?

[hfilipenk]

1 час назад, бродяга_ сказал:

не такая она уж и чистая. там примесей перечислять на страницу не поместятся.

 

для кристалла?

именно в кристалле кремния и создаются многочисленные транзисторы... из электроники и пошли разные нано...

[Paul_S]

6 часов назад, hfilipenk сказал:

так вот и в сплавах железо не трехвалентное как выяснилось в моей работе... 

А где-то сказано, что В СПЛАВАХ железо трехвалентное? 

[бродяга_]

8 часов назад, hfilipenk сказал:

именно в кристалле кремния и создаются многочисленные транзисторы... из электроники и пошли разные нано...

не ну если с металла на кремний прыгать, это как мухи с котлетами.

а нано еще только в перспективе для ключей в замену кремнию.

Изменено 4 Августа, 2021 в 23:02 пользователем бродяга_

[hfilipenk]

6 часов назад, бродяга_ сказал:

не ну если с металла на кремний прыгать, это как мухи с котлетами.

а нано еще только в перспективе для ключей в замену кремнию.

и там и там кристалл... вы же о кристалле спросили

11 часов назад, Paul_S сказал:

А где-то сказано, что В СПЛАВАХ железо трехвалентное? 

в монокристалле чистого железа оно 14-валентное