Energia superficial e interna do metal

Produtos metálicos formam a base principalsuporte de infra-estrutura de comunicações de engenharia, atuam como matérias-primas para a indústria de construção de máquinas e construção. Em cada uma dessas áreas, o uso de tais elementos está associado com alta responsabilidade. As estruturas de instalação e comunicação são afetadas por cargas químicas e mecânicas, o que requer uma análise primária das propriedades do material. Para entender os parâmetros operacionais, é utilizado um conceito, como a energia de um metal, que determina o comportamento de um elemento ou estrutura individual em várias condições operacionais.

Energia livre

Muitos processos na estrutura de metalOs produtos são determinados pelas características da energia livre. A presença no material de íons com esse potencial leva à sua transferência para outros meios de comunicação. Por exemplo, no curso da interação com soluções que contêm íons semelhantes, os elementos metálicos entram na mistura de contato. Mas isso acontece nos casos em que a energia livre dos metais excede aqueles em solução. Como resultado, um campo elétrico positivo do campo elétrico duplo pode ser formado devido aos elétrons livres que permanecem perto da superfície metálica. O fortalecimento deste campo também atua como uma barreira à passagem de íons novos - criando assim um limite de fase que impede a transição dos elementos. O processo desse deslocamento continua até que a diferença de potencial limitante seja alcançada no campo recém-formado. O limite do pico é determinado pelo equilíbrio das diferenças de potencial na solução e no metal.

Energia de superfície

Quando novas moléculas entram no metalA superfície é o desenvolvimento de zonas francas. Durante a migração, as moléculas ocupam a superfície das microfissuras e as áreas de separação de pequenos grãos - estes são os segmentos da rede cristalina. Sob tal esquema, a energia da superfície livre muda, o que diminui. Em corpos sólidos, também é possível observar processos de facilitar o fluxo de plástico nas áreas de superfície. Consequentemente, a energia superficial dos metais é determinada pelas forças de atração de moléculas. Aqui vale a pena notar a magnitude da tensão superficial, que depende de vários fatores. Em particular, é determinada pela geometria das moléculas, suas forças e o número de átomos na estrutura. A localização das moléculas na camada superficial também é importante.

Tensão superficial

Normalmente, os processos de tensão ocorrem emMeios heterogêneos que diferem na interface de fases imiscíveis. Mas deve-se notar que, juntamente com a tensão, outras propriedades da superfície também se manifestam devido aos parâmetros de sua interação com outros sistemas. A combinação dessas propriedades determina a maioria dos indicadores tecnológicos do metal. Por sua vez, a energia do metal, do ponto de vista da tensão superficial, pode determinar os parâmetros da coalescência de gotículas em ligas. Os tecnólogos, portanto, revelam as características dos refratários e fluxos, bem como a sua interação com o meio metálico. Além disso, as propriedades da superfície afetam a velocidade dos processos termotecnologicos, entre os quais a evolução dos gases e a formação de espuma de metais.

Zoneamento de energia e propriedades de metal

Já se observou que a configuração de distribuiçãoAs moléculas na estrutura da superfície metálica podem determinar as características individuais do material. Em particular, a reflexão específica de muitos metais, bem como sua opacidade, deve-se à distribuição de níveis de energia. O acúmulo de energia em níveis livres e ocupados contribui para a alocação de qualquer quantum por dois níveis de energia. Um deles estará localizado na banda de valência, e o outro nas regiões de condução. Não se pode dizer que a distribuição de energia de elétrons em um metal é estacionária e não implica qualquer alteração. Elementos da banda de valência, por exemplo, podem absorver quanta de luz, migrando para a banda de condução. Como resultado, a luz é absorvida, não refletida. Por esta razão, os metais têm uma estrutura opaca. Quanto ao brilho, é causado pelo processo de emissão de luz ao retornar elétrons ativados por radiação para baixos níveis de energia.

Energia interna

Esse potencial é formado pela energia dos íons, etambém pelo movimento térmico dos elétrons de condução. Indiretamente, esse valor é caracterizado pelas cargas intrínsecas das estruturas metálicas. Em particular, para o aço que está em contato com eletrólitos, seu próprio potencial é configurado automaticamente. Muitos processos desfavoráveis ​​estão associados a mudanças na energia interna. Por exemplo, neste indicador, é possível determinar os fenômenos de corrosão e deformação. Nesses casos, a energia interna do metal causa a presença de micro e macro faltas na estrutura. Além disso, a dissipação parcial desta energia sob a ação da mesma corrosão também garante a perda de uma certa fração do potencial. Na prática da operação de produtos metálicos, os fatores negativos da mudança na energia interna podem se manifestar sob a forma de dano estrutural e diminuição da ductilidade.

A energia de um elétron em um metal

Ao descrever o agregado de partículas queinteragem uns com os outros em um sólido, os conceitos mecânicos quânticos da energia dos elétrons são usados. Normalmente, são utilizados valores discretos que determinam a natureza da distribuição desses elementos em relação aos níveis de energia. De acordo com os requisitos da teoria quântica, a medição da energia elétrica é realizada em elétrons-volts. Acredita-se que, nos metais, o potencial de elétrons é duas ordens de grandeza superiores à energia, que é calculado a partir da teoria cinética dos gases em condições de temperatura ambiente. Nesse caso, a energia dos elétrons dos metais e, em particular, a velocidade dos elementos não dependem da temperatura.

A energia iónica no metal

O cálculo da energia iónica permite determinarcaracterísticas do metal nos processos de fusão, sublimação, deformação, etc. Em particular, os tecnólogos identificam a resistência à tração e elasticidade. Para fazer isso, apresentamos o conceito de uma rede de cristal, na qual os íons estão localizados. O potencial energético de um íon é geralmente calculado levando em consideração seu possível efeito destrutivo sobre uma substância cristalina com a formação de partículas compostas. O estado dos íons pode ser afetado pela energia cinética de elétrons eliminados de metais durante a colisão. Uma vez que nas condições de aumentar a diferença de potencial no meio de eletrodos para milhares de volts, a velocidade do movimento das partículas aumenta significativamente, o potencial acumulado é suficiente para dividir as moléculas do contador em íons.

Poder de comunicação

Os metais são caracterizados por tipos mistos de conexão. Os laços covalentes e iónicos não têm uma distinção nítida e muitas vezes se sobrepõem um com o outro. Assim, o processo de endurecimento de um metal sob a ação de doping e deformação plástica é explicado apenas pelo fluxo de uma ligação metálica em uma interação covalente. Independentemente do tipo desses links, eles são todos definidos como processos químicos. Ao mesmo tempo, cada link tem energia. Por exemplo, as interações iónicas, eletrostáticas e covalentes podem fornecer um potencial de 400 kJ. A energia específica dependerá da energia do metal ao interagir com diferentes meios e sob cargas mecânicas. As ligações metálicas podem ser caracterizadas por diferentes indicadores de resistência, mas em qualquer manifestação não serão comparáveis ​​com propriedades semelhantes em meios covalentes e iônicos.

Propriedades de ligações metálicas

Uma das principais qualidades quecaracterizar a energia de ligação, é a saturação. Esta propriedade determina o estado das moléculas e, em particular, a sua estrutura e composição. Em um metal, as partículas existem de forma discreta. Anteriormente, a teoria das ligações de valência era usada para entender as propriedades operacionais de compostos complexos, mas nos últimos anos perdeu seu significado. Com todas as suas vantagens, esse conceito não explica uma série de propriedades importantes. Entre eles, podemos observar os espectros de absorção em compostos, qualidades magnéticas e outras características. Mas ao calcular a energia da superfície em metais, pode-se identificar uma propriedade como a inflamabilidade. Ele determina a capacidade das superfícies metálicas para inflamar sem detonar ativadores.

Status dos metais

A maioria dos metais é caracterizada por uma valênciaconfiguração com estrutura eletrônica. Dependendo das propriedades desta estrutura, o estado interno do material é determinado. Com base nestes indicadores e tendo em conta as relações, pode-se tirar conclusões sobre os valores da temperatura de fusão de um metal particular. Por exemplo, metais moles, incluindo ouro e cobre, têm um ponto de fusão mais baixo. Isto é explicado pela diminuição do número de elétrons não associados dos átomos. Por outro lado, os metais moles têm alta condutividade térmica, o que, por sua vez, é devido à alta mobilidade de elétrons. Por sinal, a energia acumulada de metal em condições de condutividade ótima de íons, proporciona alta condutividade elétrica devido a elétrons. Esta é uma das características de desempenho mais importantes, que são determinadas pelo estado metálico.

Conclusão

As propriedades químicas dos metais determinam em grande partesuas qualidades técnicas e físicas. Isso permite que os especialistas se concentrem no desempenho energético do material, em termos da possibilidade de seu uso sob certas condições. Além disso, a energia do metal nem sempre pode ser considerada independente. Ou seja, seu próprio potencial pode variar dependendo da natureza da interação com outros meios de comunicação. A relação mais expressiva das superfícies metálicas com outros elementos é o exemplo dos processos de migração, quando ocorre o preenchimento de níveis de energia gratuitos.