47… Основы зонной теории. Проводники, полупроводники и диэлектрики с позиции зонной теории.
Применение квантово- механических представлений в теории твёрдого тела может объяснить различия в электропроводимости веществ разных классов следующим образом:
В процессе образования кристалла происходит перекрывание внешних электронных орбиталей атомов. В соответствии с методом молекулярных орбиталей при взаимодействиидвух атомов образуются две молекулярные орбитали : Связывающая и разрыхляющая. Образуется большое кол-во связывающих орбиталей с очень большой энергией и такое же кол-во так же близких межу собой по энергетике.
Орбитали с близкой энергией образуют энергетические зоны:
Зона полностью заполнена электронами называется валентной (ВЗ)
2)зона свободная от электронов и расположена по энергии выше валентной, называется зоной проводимости(ЗП)
1)поводники
2)диэлектрики
3)полупроводники
48… Химия металлов. Свойства металлов. Классификация металлов и их распространенность в природе.
Металлические свойства: 1) Металлическая связь; 2) Металлический блеск; 3) тепло- и электропроводность; 4) Ковкость и пластичность; 5) Явл-ся восстановителями; 6) Оксиды и гидрогсиды в низких степенях окисления имеют основной хар-р. К Ме относятся s, d, f и часть p-элементов. Характерной особенностью Ме явл-ся Ме связь, которая хар-ся тем, что кристаллическая решетка образована «+» ионами, а валентные электроны свободно перемещаются по всему объёму решетки.
Классификация Ме. Техническая: 1) Чёрные; 2) Цветные: тяжелые, младшие цветные, легкие; 3) Драгоценные; 4) Лигирующие; 5) Редкие; 6) Радиоактивные. По t° плавкости: 1) Тугоплавкие; 2) Легкоплавкие. По плотности: 1)Лёгкие (< 5 гр/см3); 2) Тяжелые. По семействам: 1) Щелочные; 2) Щелочно-земельные; 3) Платиновые; 4)Редкоземельные.
Распространенность в природе. По содержанию в земной коре Ме принято делить на редкие и распространенные. Самые распространенные – Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Ti. Большинство элементов в природе нах-ся в связанном состоянии, форма природных соединений.
Химические свойства Ме: 1) Окисление кислородом (кроме Au и Ag); 2) Взаимодействие с галогенами; 3) Щелочные и щелочноземельные Ме взаимодействуют с H2O, с водяным паром при высоких t° взаимодействуют Be, Mg, Zn, Fe; 4) Взаимодействие с кислотами; 5) Взаимодействие с растворами щелочей (Al, Zn, Be, Sn, Ga).
49… Металлургия. Типы восстановления металлов из руд.
Металлургия – область науки и техники, включающая производство Ме из природного сырья или металлосодержащих отходов, получение сплавов, обработку Ме и сплавов, сварку и нанесение покрытий из Ме.
Типы восстановления Ме из руд: 1) Пирометаллургические процессы – основаны на использовании высокотемпературных процессов (вост-ли: C, активные Ме); 2) Гидрометаллургия – основана на использовании процессов восстановления в водных растворах (вост-ли: H2, акт. Ме); 3) Электролитические процессы – электролиз расплавов и растворов.
50… Алюминий» титан. Свойства и применение
Алюминий — лёгкий, парамагнитный металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью, стойкостью к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия. p-элемент, на внешнем электронном уровне имеет 3 электрона, сильный восстановитель. При комнатной t° взаимодействует с O2, Cl2, Br2. При нагревании с N2.В большинстве соединений имеет степень окисления «+3), координационное число в соед. 4 или 6. Al – амфатерный Ме, способен растворяться в кислотах и щелочах. Широко применяется в изготовлении электрических проводов, химической аппаратуры и посуды, фольги для пищепрома.
Титан – Серебристо-белый, легкий Ме, внешне похожий на сталь, t° плавления 1600°С. Активный Ме, на его поверхности образуется плотная защитная плёнка, благодаря которой он обладает высокой стойкостью против коррозии, выше чем у нержавеющей стали. Не окисляется на воздухе, в морской воде, не изменяется в ряде агрессивных хим. средств, даже в царской водке. При нагревании взаимодействует с HCl и неМе. Применяется для изготовления хим. аппаратуры, детале ДВС , в самолёто- и ракетостроении.