- •Введение. Общие понятия. Определения.
- •Потребность в дисциплине (её значимость)
- •Синтез эвс. Основы синтеза.
- •Сведения о внешней среде.
- •Средства защиты материалов мэа от факторов вс.
- •Специфика производственной среды (пс).
- •Классификация технологических и защитных сред.
- •Основы материаловедения.
- •Вопросы старения
- •Очистка технологических сред.
- •Сертификация материалов.
- •Понятие о робастности материалов, технологий, изделий.
- •Общие принципы робастных технологий.
- •Рационализация конструкторских технологических и материаловедческих.
- •Понятие «порядка» - «беспорядка»
- •Связь между частицами вещества.
- •Общий анализ типов связей.
- •Агрегатные состояния веществ.
- •Разновидности веществ от количества входящих в них компонентов.
- •Газовые тс.
Понятие «порядка» - «беспорядка»
Изучение порядка – беспорядка позволяет установить связи структуры вещества с его свойствами.
Изучение явлений, связанных с переходом от П к Б и обратно, показало, что эти переходы лежат в основе ТП.
Порядок следует рассматривать, как стремление тела к устойчивому равновесию, т. е. порядок – геометрический эквивалент минимальной энергии. Порядок характеризуется анизотропией свойств, т. е. в упорядоченной системе свойства в различных направлениях могут отличаться.
Беспорядок – это состояние, реализуемое максимальным числом способов, которое обладает максимальной вероятностью, а распределение частиц и, соответственно, проявление свойств изотропно, с равномерной плотностью.
Степень беспорядочности может быть также определена объемом информации, которая нужна машине для записи числа в сжатом виде.
Основной закон природы состоит в вечном сосуществовании порядка и беспорядка, причём эти два стремления к порядку и беспорядку всегда пытаются уравновеситься если на частицы не действуют силы извне.
Связь между частицами вещества.
Вещества состоят в основном из протонов, нейтронов и электронов.
В квантовой механике движение электрона описывается волновой функцией, обладающей в изолированном атоме сферической симметрией. Так, что заряд электрона диффузно распределён, образуя размытое облако.
При сближении атомов возникают силы взаимодействия. В случае притяжения атомы могут объединяться с выделением энергии, образуя устойчивые химические соединения. Электроны неполностью заполненных оболочек, участыующих в образовании связей, называются валентными. В таблице ниже представлены сведения основных видов связей.
Таблица 1
Вид связи |
Характеристика связи (особенности, механизм) |
Радиус [нм] |
Энергия связи кДж/моль |
1. ковалентная (атомная, гомеополярная) |
Обобществление пар валентных электронов соседних атомов, насыщаемостью и направленностью, возникает в следствии взаимодействия обобществлённых электронов с атомными ядрами |
0,07 – 0,23 |
150 - 900 |
2. ионная (гетерополярная, валентная, электронно-валентная) |
Перераспределение валентных электронов, насыщаемость, локализуемость; осуществляется при взаимодействии образующихся ионов |
0,10 – 0,35 |
200 – 1500 |
3. металлическая |
Обобществление всех валентных электронов и не направленность связи; возникает при взаимодействии положительных ионов с обобществлённым электронным коллективом |
0,12 – 0,25 |
100 – 600 |
4. Ван-дер-Вальсова (невалентная) |
Слабая и дальнодействующая; осуществляется в следствии
|
|
|
а) ориентационная |
Между полярными молекулами вследствие взаимодействия |
0,35 – 0,44 |
2,0 – 10,0 |
б) дисперсионная |
Взаимодействие мгновенных электродиполей частиц (между неполярными молекулами тоже) квантово-механическая природа |
0,30 – 0,40 |
0,3 – 0,8 |
в) индукционная (поляризационная) |
Взаимодействие наведённых электрических диполей частиц (между полярными и неполярными молекулами) |
0,20 – 0,30 |
0,1 – 0,6 |
5 .водородная (слабовалентная) |
Промежуточный тип связи между валентной и невалентной, возникает в следствии взаимодействия атомов, изменивших заряд после взаимодействия с Н |
0,20 – 0,50 |
20 - 50 |
6. координационная (донорно-акцепторная) |
Ковалентно-ионная связь молекулярных атомно-ионных группировок |
0,15 – 0,25 |
100 - 500 |
Связи 1 – 3 являются причиной образования химических соединений.
Энергия связи – энергия которую необходимо затратить для разеления вещества на отдельные атомы или молекулы.