И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 3 (1110089), страница 34
Текст из файла (страница 34)
7)е~н Оеновм мыаллврпы, т )-7, М, !558-75, Гуиима Н В, Шел н Я П, Краткой еиравочнив ио металлургии нветвма метаиаов М, 7975, Химия овргнаиеыев арены, аер е англ, М, 7982, Метааловеление и термнчеееае оорвбо ва отели Свравочнв, 3 ити, т. )-3, М, )083, И П Бардин и о~ечеетее7иын металлурте, М, )583, Ананьев В А, Коан И 3, Свалена Ф В, Теаволотичеееие всиевтм оаранм оерзивюыев орели Ком ныеное неионыоввнне рун и вовмнтратов, М, 1980 В Л Ретечев о МЕТАЛЛЫ (от греч. ше)а11оп — первоначально шахта, копн), в-ва, обладающие в обычных условиях характерными, 95 металлическими, свойствами — высокими электрич.
проводимостью и теплопроводностью, отрицат. температурным коэф. электрич. проводимости, способностью хорошо отражать световые волны (блеск), пластичностью. К М, относятся как собственно М. (простые в-ва), так и их снлавы, металлические соединения, в т.ч. интермнталлиды. Иногда М. наз. все в-ва, обладающие теми или иными металлич. св-вами, напр.
т. наз. «синтетические» М. (см. Пнтеркалаты), металлы органические. Ранее характерными признаками М. считались блеск, пластичность и ковкость — «светлое тело, которое ковать можно» (М. В. Ломоносов). Но металлич. блеском обладают и нек-рые неметаллы, напр. иод. Известны хрупкие М., хотя мн. Вз них в результате тщательной очистки получены в пластичном состоянии. В настоящее время важнейшим признаком М.
признается отрицат. температурный коэф. электрич. проводимости, т.е. понюкенис электрич. проводимости с ростом т-ры. Из !09 элементов в периодич. системе 86 относя~ к М. Граница между М. и неметаллами в периодич. таблице (в ее длинном варианте) проводится по диагонали от В до Аг. О нек-рых элементах, напр. Ое, 8Ь, нет единого мнения, все же прави(п нее считать Ое неметаллом, т.к.
он обладает полупроводниковыми св-вами, а $Ь-металлом, хотя по физ. св-вам сурьма-лолуметалл. Олово существует как в металлической ())-бп), так и в полупроводниковой (и-бп) модификации. С др. стороны, у Ое, Я, Р и нек-рых др. неметаллов при высоких давлениях обнаружены модификации с металлич. проводимостью.
Можно предположить, что при достаточно высоких давлениях все в-ва могут приобретать металлнч, св-ва. Поэтому вопрос об отнесении того или иного элемента к М. или неметаллам следует, по-видимому, решать на основании рассмотрения не только физ, св-в простого в-ва, но и его хим. св-в. Иногда для элементов, лежащих на границе между М.
и неметаллвми, применяют термин «полуметаллы», хотя этот термин в химии теперь не рекомендуется. В М. существует металлическая связь, характеризующаяся тем, что кристаллич. решетка образована положит. ионами, тогда как валентные электроны делокализованы по всему пространству решетки. М. можно представить в виде остова из положит, ионов, погруженного в «электронный газ», к-рый компенсирует силы взаимного отталкивания положит, ионов, Энергия этих делокализованных электронов-электронов проводимости-отвечает зоне проводимости. Согласно ванной теории, у М, отсутствует запрещенная зона между валентной зоной и зоной проводимости (см. Твердое тело).
В кристаллах М. атомы ионнзированы лишь частично и часть валентных электронов остается связанной, в результате возможно появление частично ковалентных связей между соседними атомами. Прочность связи в кристаллич. структуре М. характеризуется энтальпией атомизации, к-рая меняется от 61,4 ЕДж/моль у НБ до 850 БДж)моль у Ур.
Макс. знтальши атомизации характерна для М, рядов ЫЬ вЂ” Ко и Н( — 1г. Относящиеся к ним М. отличаются макс. т-рами плавления и высокой мех. прочностью. Классификация М. Все М. делятся на четыре группы (см. форзац): л-М. (все в-элементы, кроме Н и Не), р-М. (элементы гр.
П1а, кроче В, а также бп, РЬ, 8Ь, Ве, Ро), д-М. нфМ., к-рые объединяются под назв. «переходных» (см. Переходныв элементы). М. первых двух групп иногда наз. «простыми». Из этих групп выделяются нек-рые более узкие группы: из .7-М.— щелочные металлы и щелачноземельные элементы, из фМ;платиновые металлы. Группа редкоземельных элементов включает как ф, так ифМ. (подгруппа Яс и лантаноиды). Существует также, хотя и не общепринятая, техн. классификация М. В известной мере она перекликается с геакимическими классификачичми элементов. Обычно выделяют след. группы: черные М.
(Ре); тяжелые цветные М.— Сп, РЬ, г.п, Ьй и бп (к этой группе примыкают т.наз, малые, или младшие, М.-Со, 8Ь, Вт, НБ, Се), нек-рые из них иногда относят к редким М.); легкие М. (с плотностью менее 96 5 г/см')-А1, Мй, Са и т.дл драгоценные М.-Ап, Ай и платиновые Мл легирующие (или ферросплавыые) М.— Мп, Сг, ЪЪ', Мо, 1чЬ, У и дрл редкие М. (см. Редкие элементы), разбиваемые в свою очередь иа песк. групп; радиоактивыые М.— П, ТЬ, Рп и др. Крясталлаческая структура.
большинство М. кристаллизуется в одном из трех структурных типов (см. Металлические кристаллы), а имеыыо-в кубич. и гексагои. плотыейших упаковках (см. Плоткин упаковка) или в объемыоцеитрироваииой кубич. решетке. В плотиейших упаковках каждый атом ыа равных расстояниях имеет !2 ближайших соседей. В объемиоцеытрироваииой кубич, решетке у каждого атома 8 равыоудалеыпых соседей, еще 6 соседей расположеыы па большем (ыа 15Ул) расстоянии.
Поэтому ко- М' о дииац. число в этой структуре считают равным 14 (8 + 6). ежатомиые расстояния в кристаллич. структуре М, характершуются металлич. радиусом (см. Атомные радиусы). При обычных условиях щелочиые М., а также Ва, Ка, элемеыты подгрупп Ч и Сг кристаллизуются в объемноцеытрироваииой кубич.
решетке типа и-Ре. Плотиейшая кубич. упаковка (граыецеитрироваыыая кубич. решетка) типа Сп характерыа для А1, Ыь металлов подгруппы Сп, платиыовых М. (кроме Кп и Оз) и т.д. В гексагои. плотыейшей упаковке типа Мй кристаллизуются Ве, Са, бг, л.п, Сд, Со, Кп, Оз, элемеиты подгрупп Т! и Яс, мп. РЗЭ. Более сложыыми являются структуры разл. модификаций Мп, Ра, 1), трансурановых элементов. Ми. М. претерпевают при измеыеыии т-ры или давления полиморфыые превращеыия. М., к-рые при низких т-рах образуют плотиейшие упаковки, напр. Са, ) а, Тл, часто имеют высокотемпературные модификации с объемиоцеытрироваыиой кубич. структурой, При плавлении М. сохраняют свои электрич., тепловые и оптич.
св-ва. Вблизи т-ры плавления в жидких М. иабшодается примерно такой же ближиий порядок, как и в кристаллич. М. С повышением т-ры ближний порядок нарушается вплоть до полного разупорядочеиия, Физические свойства. Физ. св-ва М, мешпотся в очень широких пределах. Так, т-ра плавления изменяется от — 38,87'С (Нй) до 3380'С (%), плотыость-от 0,531 г/смз (1л) до 22,5 г/смз (Ов). Уд. электрич.
сопротивление р при 25'С имеет значения от 1,63 (Ай) до 140 (Мп) мкОм.см. Сопротивлеыие движению электронов (рассеяиие электронов) возникает вследствие нарушения кристаллич. решетки из-за теплового движения атомов, а также дефектов (вакаисий, дислокаций, примесиых атомов). Мерой его является длина своб. пробега электрона. При комнатной т-ре оыа равна 10 в см у М, обычыой чистоты и !О з см у высоко- чистых. Температурный хоэф. р (в иитервале 0-100'С) меняется в пределах 1,0 1О з (Нй) — 9,0 10 К ' (Ве). При гелиевых т-рах (4,2 К) р практически ые зависит от т-ры (р,). Бго юмереыие используют для характеристики чистоты и совершенства кристаллов М. Чем больше отношение рззз/рл,з, тем чище М.
В моиокристачлах высокой чистоты опо достигает 104-10в. Нек-рые М. при ыизких т-рах стаиовятся сверхпроводыиками, при этом критич. т-ра у чистых М. от сотых долей до 9 К. У М, наблюдается термоэлектроыиая эмиссия (способность испускать электроны при высокой т-ре). Эмиссия электроыов возникает также под действием злектромаги.
излучении в видимой и УФ областях спектра (фотоэлектроыыая эмиссия), впеш. злектрич. поля высокой напряженности (туиыельыая, или автоэлектроииая, эмиссия), при бомбардировке пов-сти М. электроиами (вторвчыая электроииая эмиссия) или ионами (иоыыо-электроыыая эмиссия), при взаимод. пов-сти М. с плазмой (взрывыая злектроыыая эмиссия). Перепад т-ры вызывает в М, появление электрич.
тока (термояде). Теплопроводыость М, обусловлена в осы. движением электронов, поэтому уд. коэф. теплопроводиости (н) и электрич. проводимости (о) М. связаны между собой соотношением к/(о Т) = Ь= 2,45 10 в Вт Ом/Кз (закои Виде- 97 МЕТАЛЛЫ 53 мана — Франца). Уд. коэф. теплопроводиости М. имеет зпачепия от 425 (для Ай) до 8,4! (для В!) Вт/(м К). Температурный коэф. линейного расширения М, в интервале 0 — 100'С имеет значения от 4,57 !О в (для Оз) до 1О ~ К ' (для бг). Согласно эмпирич. правилу Грюыайзеыа, относит.
увеличение объема М. в интервале от 0 К до т-ры плавления приблизительыо равно 0,06. Поэтому температурный коэф. объемного расширения у тугоплавких М. меньше, чем у легкоплавких. У большинства М. маты. восприимчивость по абс. величине сравиительпо мала ( 10 в) и слабо зависит от т-ры. Среди М, есть диамагпетики, ыапр. В! (и = — 1,34 10 '), и парамагиетихи, причем все переходиме М., кроме металлов 1 и П гр., парамагпитыы.
Нек-рые из ыих при т-рах точки Кюри переходят в магиитыо-упорадочеыыое состояние. М. триады Ре, а также Ос( и ыек-рые др. лаытаиоиды — ферромагнетики, тогда как Сг, Мп, большинство лаытаыоидов— аытиферромагпетики. Излучеыия оптич. диапазона почти полностью отражаются пов-стью М., вследствие чего ови иепрозрачыы и обладают характерным металлическим блеском (порошки ми. М. матовые). Нек-рые М., например Ап в вцце тонкой фольги, просвечивают. Отраженный от поверхности М. плоскополяризовапвый свет становится зллиптически поляризоваыиым.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
