If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание

Представяне на сплави чрез използване на частичкови модели

Сплав наричаме смес от два или повече елемента, от които поне един е метал. Има два основни вида сплави: интерстициални сплави, които се образуват между атоми с различни радиуси, и субституционални сплави, които се образуват между атоми с подобни радиуси. В това видео ще научим как да представим различните видове сплави с помощта на частичкови модели. Създадено от Сал Кан.

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Все още няма публикации.
Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.

Видео транскрипция

В много видеа вече говорихме за метали и метални връзки. В това видео ще се задълбочим в тази тема, като по-точно ще разгледаме сплави, които са смеси от елементи, но имат свойства на метали. Първо, какви са металните свойства? Те принципно включват свойства като метален блясък, отразяват светлината. Това всъщност е проба чисто желязо. Можеш да видиш, че отразява светлина. По принцип металите са ковки, което означава, че можеш да ги огъваш, без да ги счупиш. По принцип металите провеждат електричество. Сплавите се получават при смесване на множество елементи в едно, при което се запазват повечето от тези свойства. Само за да преговорим откъде идват тези характеристики, можем да си представим металните връзки. Има цяло видео по този въпрос, но можем да кажем, че при металните връзки – да кажем, че взимаме желязо, като в периодичната система можем да видим, че желязото, Fe, е преходен метал. Това, което се случва с металите, е, че когато те образуват връзки едни с други, техните валентни електрони – понеже никой от атомите не е прекалено електроотрицателен, никой от тях не иска да привлече електроните само за себе си. Те не ги искат само за себе си, затова са склонни да споделят валентните си електрони в нещо като общ басейн електрони. И въпреки че имаш куп неутрални, нека това да са атоми на желязото, можеш да ги разглеждаш като положително заредени йони в море от електрони. Тук има куп електрони. Откъде са дошли тези електрони? Ами, това са валентните електрони на неутралните атоми, които се "вливат" в това море от електрони. Затова повечето метали са добри в провеждането на електричество. Затова те са ковки. В зависимост от метала – ако разглеждаме метал от първа група, можеш да си представиш, че зарядът на тези йони тук ще е +1. Ако разглеждаме метали от втора група или преходни метали, те имат повече валентни електрони, които могат да допринесат за този басейн. А що се отнася до тези йони, те могат да имат заряд +2 или заряд +3. Но както обещах, в това видео ще разгледаме какво представляват металните сплави. Ще правим такъв вид диаграми, каквито сме виждали в други видеа. В тези диаграми с частици няма да показваме това море от електрони, но те ще ни помогнат да си представим структурата на сплавите. Да си представим как може да изглежда желязото. Ще разгледаме двумерен разрез на твърдото вещество желязо, където всички железни атоми са образували метални връзки. И, както казах, няма да чертаем това море електрони, но атомите на желязото образуват доста подредена структура, нещо такова. И всеки от тези кръгове представлява атом желязо. Но, както обещах, това видео е за сплавите. Нека си представим как изглежда стоманата. Тук на снимката виждаме стоманено острие, като стоманата има високо съдържание на желязо. Можем да си представим, че всяко такова кръгче тук е атом желязо, но това желязо е смесено с известно количество въглерод. В периодичната система можеш да видиш, че въглеродът е малко по-нагоре и по-вдясно от желязото. Неутрален атом желязо има 26 протона и 26 електрона, а неутрален атом въглерод има само шест протона и шест електрона. Валентните електрони при въглерода са във втори слой. Валентните електрони при желязото са в четвърти слой. Следователно въглеродният атом е доста по-малък. И когато смесим желязо и въглерод, понеже атомите на въглерода са по-малки, те може да се наместят в кухините между железните атоми. Можем да ги скицираме ето така. Може да има един малък атом въглерод тук. Може да има малък атом въглерод тук. Може да има малък атом въглерод тук. И когато се образува сплав, в която атомите на едното вещество имат по-голям радиус или значително по-голям радиус от атомите на другото вещество, по принцип се получават подобни сплави, които са познати като интерстициални сплави и въглеродната стомана е добър пример за това. Има и друг вид сплави между атоми с подобен размер. Това тук на снимката е предмет, изработен от месинг, не знам дали е часовник, или нещо друго, но месингът представлява смес от мед и цинк. И когато имаш такава сплав, съдържаща атоми с подобни радиуси, това се нарича субституционална сплав. Вероятно се досещаш, че някои от медните атоми са заместени в решетката от цинкови атоми. Това е субстиционална сплав. Сега може би се чудиш дали може да има комбинация от тези два вида. И наистина може. Това тук са панелите на Международната космическа станция, които са изградени от неръждаема стомана. Вероятно имаш неръждаема стомана в кухнята си. Неръждаемата стомана можеш да разглеждаш като обикновена стомана, която обаче не съдържа само желязо и въглерод, а съдържа и малко количество хром. И можем да визуализираме това. Ако това е неръждаема стомана, може да кажем, че сините кръгчета са желязо, но има и малко хром, който ще направя в червено. Хромът има подобен атомен радиус на желязото. Не е точно същият, но е близък. Може би тук има хромен атом, атом хром тук, атом хром тук. Ако тази сплав съдържаше само желязо и хром, щяхме да я наречем субституционална сплав, но тя съдържа още и въглерод, който има по-малък атомен радиус. Един малък въглероден атом може да се побере тук между по-големите атоми. Тук ще има друг малък атом въглерод. И тук ще има друг малък атом въглерод. Това е пример за сплав, която е и интерстициална, и субституционална. Един въпрос, който може би си задаваш, е, че всичко това е интересно, но каква е причината да добавяме въглерод към желязото. Оказва се, че когато се добави дори само малко въглерод или някакви други метали, това променя свойствата на металите и, стоманата като сплав, например, е много по-здрава от чистото желязо. Неръждаемата стомана, след добавянето на хром, е много по-устойчива на корозия от обикновената стомана. Ще приключа тук. А ти току-що научи малко повече за металите и сплавите.