Dè an seòrsa ceangal ceimigeach a lorgar ann an uèir copair: dàibheadh ​​domhainn a-steach do cheangal mietallic

Mar neach-saothrachaidh de phàirtean àrd-inntinneach airson gnìomhachasan semiconductor agus dealanach, bidh an sgioba agam agus mise aig teicneòlas dealanach Dongcxin a 'dol an sàs le innleadairean mar a' Ghearmailt agus a 'stiùireadh teicneòlaichean ann an Iapan. Chan eil iad dìreach a 'faighneachd mu shònrachaidhean toraidh; Tha iad airson a bhith a 'tuigsinn na saidheans stuthan bunaiteach a tha a' dèanamh co-phàirt earbsach. Tha ceist chumanta cumanta a thig a thig suas mu dheidhinn fìor nàdar stuthan a bhios sinn a 'cleachdadh gach latha, mar copar. A 'tuigsinn an Seòrsa ceangail A 'cumail dadaman copair còmhla chan e dìreach eacarsaich acadaimigeach a th 'ann - is e an iuchair a th' ann a bhith a 'fuasgladh carson copar a bheil lann-droma ann an electronics an latha an-diugh. Bidh an artaigil seo a 'dòrtadh an ceangal ceimigeach ann an copar, a 'gluasad nas fhaide na mìneachaidhean sìmplidh gus mìneachadh mar a tha an structar atamach gun samhail a' dearbhadh na togalaichean gu bheil innleadairean gnìomhachd àrd-thoinneach.

Dè a th 'ann am ceangal ceimigeach, gu bunaiteach?

Aig cridhe, a ceangal ceimigeach na tharraing mhaireannach eadar dadaman, ionadan, no colecules a bheir comas do chruthan todhar ceimigeach a chruthachadh. Smaoinich air mar a 'chùis bhunasach a tha sa chùis bhunasach còmhla. A h-uile adamh air a dhèanamh suas de na h-dùmhail, fo chasaid deise niuclas air a chuairteachadh le sgòth de elecùnaichean fo chasaid. Is e giùlan an dealan as fhaide a-muigh, ris an canar Eilrece Electrons, a tha a 'toirt urram do nàdar a' ceangal. An amas airson gin adamh Is e a bhith a 'gabhail pàirt ann am ceangal ri stàite nas seasmhaiche a choileanadh, mar as trice le bhith a' crìochnachadh a-muigh dealanach slige.

Tha an seasmhachd seo air a choileanadh tron ​​roinneadh, a 'toirt seachad, no a' faighinn an dealanach (no ioma-bheulc) eadar dadaman. Tha an dòigh sònraichte a chaidh a chleachdadh a 'mìneachadh na Seòrsa ceangail na foirmean sin. Mar thoradh air an sin feachd tàlaidh chan e glaodh corporra ach feachd electrostatic - an tarraing eadar cosgaisean adhartach is àicheil. A 'tuigsinn a' bheachd seo gur e a 'chiad cheum a bhith a' cur luach air an dòigh shònraichte a meatailt Coltach ri copar A 'cur an dadaman gun chruinneachaidhean aca gus stuth cruaidh, adhartach a chruthachadh. Is e an rèiteachadh gu lèir de electronan dè a tha a 'toirt seachad stuth a thogalaichean sònraichte.

A bheil diofar sheòrsaichean de bannan ceimigeach ann?

Tha, fhad 's a tha grunn nàire, mar as trice bidh iad a' cruthachadh bannan ceimigeach ann an trì bun-sgoiltean. Tha gach seòrsa a 'riochdachadh ro-innleachd eadar-dhealaichte a bhios atoms a' cleachdadh gus an cuid a dhèanamh air an cuid dealanach rèiteachaidhean. Tuigse iad sin seòrsaichean de cheanglaichean ceimigeach tha e deatamach airson grèim a chuir air carson copar an urra ri aon sheòrsa sònraichte.

1. Ceangal ionic: Seo Seòrsa ceangail mar as trice a 'tachairt eadar a meatailt agus neo-mheatailt adamh. Ann an ceangal ionic, tha aon bhileag no barrachd air an gluasad gu h-iomlan bhon meatailt adamh chun an fheadhainn nach eil a 'meatailt adamh. Bidh an gluasad seo a 'cruthachadh dhà Gu h-onday fo chasaid ialagan: CÙIS AIR A DHÈANAMH GU FHIOSRACHADH (AN T-SAOGHAL meatailt a chaill sin an dealanach) agus ansion air a chuir dheth àicheil (an neo-mheatailt a gheibh dealanach). An tarraing de sheòrsa làidir eadar iad sin Ions cìs a 'cruthachadh an ceangal. Is e eisimpleir clasaigeach salainn bùird (Nacl).

2. Ceangal covalent: Na foirmean ceangal seo nuair a bhios dà atoms - mar as trice a 'roinn aon no barrachd paidhrichean de electronan. An àite gluasad, an dealanan co-roinnte Orbit an dà Atoms, gan cumail còmhla. An earrannan atom dealanan gus an t-slige a-muigh aige a chrìochnachadh. Faodaidh seo a bhith àbhaisteach ceangal covalent no a Bond Covalent Polar, far a bheil na deilbhean air an roinn gu neo-ionann air sgàth eadar-dhealachadh a-steach Electronegeachd. Tha uisge (H₂o) na phrìomh eisimpleir de moileciuil air a chumail còmhla le covalent bannan.

3. Ceangal metallic: Is e seo an Seòrsa ceangail lorg ann am meatailtean is altys, a 'toirt a-steach copar. Tha e na chruth sònraichte de bhannadh a tha a 'mìneachadh feartan àbhaisteach meatailtean. Eu-coltach ri ianach no covalent bannan, an tha bònas a 'toirt a-steach A 'roinneadh electronan air feadh lattice mòr de dadam, a nì sinn sgrùdadh ann am mòran meataigeach.

Carson nach eil copar air a chumail còmhla le ceanglaichean ionic no covalent?

Air a 'phrìomh Seòrsaichean ceangail, tha e loidsigeach faighneachd carson copar chan eil e a 'cruthachadh ianach no covalent bannan leis fhèin. Tha am freagairt na laighe ann an nàdar na copar adamh agus na dealanan aige. An ceangal ionic air a riaghladh sa bhad oir tha e ag iarraidh gluasad dealanach eadar dà sheòrsa de dhiofar sheòrsaichean de dadaman-aon a bhios gu furasta a 'toirt seachad dealan (a meatailt) Agus aon a tha gu furasta a 'gabhail ris (neo-mheatailt). Ann am pìos fìor-ghlan Uèir copair, tha na dadaman gu lèir co-ionann copar dadaman. Chan eil neo-mheatailt ann adamh an làthair gus gabhail ris dealanach, mar sin chan eil ceangal ionic urrainn a chruthachadh.

A ceangal covalent chan eil e cuideachd na roghainn obrachail airson copar. A ceangal covalent feumach air dadaman gus dealanan a cho-roinn gus bannan stiùiridh a chruthachadh. A copar adamh chan eil ach aon Eilrece Electron ach air a chuairteachadh le suas ri 12 eile copar dadaman san structar criostail aige. Chan eil gu leòr aige gu leòr de innleachdan a-muigh airson a bhith làidir ceangal covalent le gach de na nàbaidhean aige. Bheireadh oidhirp air sin a dhèanamh mar sin bhiodh structar lag gu math neo-sheasmhach agus lag. Nàdar a meatailt adamh a 'call a ghealachadh dealanach gu furasta, gun a bhith ga roinneadh ann an structar cruaidh, càraid. Tha an caractar gnèitheach seo a 'dèanamh an covalent Modail mì-fhreagarrach airson structar làidir seasmhach, seasmhach a mhìneachadh copar.

Ciamar a tha an ceangal meatallach ann an atom copair ag obair?

An ceangal ceimigeach tha sin a 'toirt seachad copar Is e na togalaichean iongantach aige an ceangal metallic. Tha am modail seo nas fheàrr air a mhìneachadh mar rèiteachadh de Ionan meatailt gu math cas Suidhichte ann am pàtran stèidhichte, ath-aithris (lattice criostail) agus air a chuairteachadh le "mara" de innleachdan gluasadach. Ann am pìos cruaidh de copar, gach fear copar adamh a 'cur a-muigh dealanach don mhuir chiontach seo. Chan eil na sgoltadh seo co-cheangailte ri aon adamh; an àite sin, bidh iad dì-mheadhanaichte.

Seo "Muir de Eclecons" a bheil clach-oisinn na ceangal metallic. An dealanan luachmhor gu tur saor airson gluasad Air feadh a 'phìos gu lèir meatailt. An ceangal metallic is e fhèin an electrostatic feachd tàlaidh eadar lattice of Ions adhartach (an copar dadaman às aonais an electrons valence) agus am fòn-làimhe, droch chasaid muir de dealanan luachmhor. Chan e ceangal eadar dà atoms fa leth ach tàladh air feadh na coimhearsnachd a bhios a 'cumail an structair meataimeil gu lèir còmhla ri neart mòr. Tha an rèiteachadh sònraichte seo an urra ri cha mhòr a h-uile caractar feartan de mheatailtean.

Dè a 'phàirt a th' aig electrons valence ann an ceangal metallic copar?

An Eilrece Electron is e rionnag an taisbeanaidh nuair a thig e chun an ceangal metallic. Is e toclecùnlan valence na dealananan anns an t-slige as fhaide a-muigh adamh, agus is iadsan an fheadhainn a tha a 'gabhail pàirt ann an ceangal ceimigeach. Airson a copar adamh, is e an rèiteachadh electroile [ar] 3d¹⁰ 4s¹. An singilte dealanach Anns na 4s orbital tha e Eilrece Electron. Seo dealanach tha an ìre mhath fada bho na niuclas agus chan eil e air a chumail gu math teann. Mar thoradh air an sin, faodaidh e a bhith furasta a thoirt seachad gu "muir na cruinne."

Nuair a bhios àireamh mhòr de dadaman copair Thig còmhla gus solid a chruthachadh, gach fear adamh a 'leigeil a-mach 4s Eilrece Electron. Tha na tha air fhàgail às a dhèidh gu math fo chasaid copar ian (Cu⁺) le stàball, làn 3D orbital. Iad sin Ions adhartach Cuir air dòigh iad fhèin ann an clàr criostail air a dheagh òrdachadh. Canar Electrons a chaidh a thoirt seachad a-nis ris an a-nis Electrons Dealan agus tha iad an-asgaidh a dhol air feadh an lattice seo. An tarraing de sheòrsa làidir eadar an àireamh mhòr de Nuclei adhartach Anns an lattice agus an àireamh cheart de electrons gluasadach a tha a 'dèanamh suas an cumhachdach, neo-stiùiridh ceangal metallic.

Ciamar a tha an ceangal sònraichte seo a 'mìneachadh eagrachadh dealain àrd copar?

An sònraichte coileanadh de copar tha e na thoradh dìreach air a ceangal metallic. Ann an stuthan le ianach no covalent tha bannan, dealanan an dàrna cuid air an cumail gu teann le sònraichte ian no glaiste a-steach do cho-roinn orbital eadar dà dadam. Chan eil iad saor airson gluasad. Ann an coparAch, ge-tà, tha an muir de electrons delocalized an-còmhnaidh an-còmhnaidh ann an gluasad air thuaiream. Nuair a raon dealain air a chuir an sàs ann an a Uèir copair-Tha eisimpleir, le bhith ga cheangal ri bataraidh - tha feachd stiùiridh air an toirt orra sin saor airson gluasad dealanan.

An dealanan an-asgaidh Tòisich a 'gluasad gu bhith a' drift ann an stiùireadh neo-aithnichte, bhon t-crìochnachaidh àicheil don cheann-cinnidh adhartach. Is e na tha sinn a 'sruthadh an t-sruth cosgais seo a chanas sinn gu gnàthach dealain. Leis gu bheil uimhir ann dealanan luachmhor ri fhaighinn airson cosgais a ghiùlan agus faodaidh iad gluasad le glè bheag de fhearann, copar a 'taisbeanadh sàr-mhath Earcessivity dealain. Tha an aon phrionnsapal a 'buntainn ri teirmal coileanadh; Faodaidh na dealanan-làimhe lùth cineatach a ghluasad gu sgiobalta (teas) bho aon phàirt den meatailt gu fear eile. Is e seo as coireach copar air a chleachdadh gu farsaing ann an tagraidhean dealain, bho toirmeasg taighe a bhith a 'toirmisgte eadar-cheangailte a-staigh a leth-sheoladair chip. Is e seo aon de na prìomh adhbharan a th 'ann air a bheil fòcas air goireasan mar an Bidh ceimigeachd a 'dèanamh diùid.

Carson a tha copar cho mì-ghoireas agus ductile? Leasan bhon cheangal ceimigeach aige.

Nas fhaide coileanadh, dà thogalach ainm-sgrìobhte eile de copar tha e mì-mhaladhachd (an comas a bhith air a bhualadh ann an siotaichean tana) agus uireasbhuidh (an comas a bhith air a tharraing ann an uèirichean). An dà chuid mì-mhaladhachd agus ductility cuideachd air am mìneachadh le nàdar an ceangal metallic. Ann an solid crystalline le ianach Faodaidh bannan, mar salann, a 'cleachdadh feachd làidir na sreathan de ial a ghluasad. Faodaidh an gluasad seo aid a thoirt leis an aon chosgais ri taobh a chèile, ag adhbhrachadh ath-mhìneachadh làidir a tha a 'cur shatters an criostail. Tha an stuth brisg. San aon dòigh, covalent Tha solaidean lìonra gu math cruaidh agus brisidh e seach lùb.

Ann an a meatailt Coltach ri copar, tha an suidheachadh gu tur eadar-dhealaichte. Nuair a thèid feachd a chuir an sàs, aon sreath de copar Faodaidh Ionnnan sleamhnachadh thairis air fear eile gun a bhith a 'briseadh an stuth. An muir de electrons delocalized a bheil lionn agus a 'dèanamh ath-nuadhachadh gu rèiteachadh ùr na Ions adhartach, a 'cumail suas an tarraing electrostatic co-fharsainge. An ceangal metallic tha iad neo-stiùiridh; Chan eil e gu diofar càite a bheil na h-Ionan an urra ri chèile, fhad 's a tha iad air am bogadh sa mhuirc dealanach. Tha am feart air a thoirt do mheatailtean a 'ceadachadh meatailtean a dhìoladh gun bhriseadh, seilbh èiginneach airson pròiseasan saothrachaidh a bhios a' cleachdadh stuthan mar Uidhir-uèir aluminum fìor-ghlan airson tagraidhean bonging.

Ciamar a tha an clàr reachdaire a 'ro-innse giùlan dàimh copar?

An Clàr Ùine na inneal riatanach airson ro-innse a 'cuir ro-innse giùlan ceimigeach. Copar (Cu) suidhichte ann am buidheann 11 agus air a sheòrsachadh mar ghluasad meatailt. Eileamaidean air an seòrsachadh mar as trice bidh buailteach a bhith a 'call electrons seach a bhith gan faighinn, a tha ro-ghoireasan cruthaich bannan metallic. Gheibhear meatailtean air an taobh chlì agus ann am meadhan an Clàr Ùine. Mar as trice chan eil mòran aig na h-eileamaidean sin Eilrece ElectronS agus Urramach Ìosal Sional, chan fheumail mòran lùth a bhith a 'toirt air falbh an cuid electrons as fhaide a-muigh.

Tha an suidheachadh seo a 'moladh gu làidir sin copar cha bhith e a 'cruthachadh covalent bannan (a dh 'fheumadh e no a bhith a' roinneadh mòran de electronan gus octet làn a choileanadh) no ianach bannan leis fhèin. An àite sin, bidh e cho buailteach a bhith a 'toirt seachad a shingilte 4 Eilrece Electron ga dhèanamh na thagraiche foirfe airson ceangal meatailteach. Tha feartan nan eileamaidean uile anns a 'bhuidheann aca, a' toirt a-steach airgead (Ag) agus òr (aU), fo smachd an ceangal metallic, a 'leantainn gu na feartan co-roinnte aca àrd coileanadh, mì-mhaladhachd, agus luster.

Dè a 'bhuaidh làimhseachail a th' ann airson semiconductory agus saothrachadh bataraidh?

Mar innleadair agus neach-saothrachaidh, seo far a bheil an teòiridh a 'coinneachadh ris an tagradh. A 'tuigsinn an ceangal metallic ann an copar deatamach airson ar luchd-ceannach anns an leth-sheoladair, Ev Bataraidh, agus gnìomhachasan comhairliche. Bidh earbsachd toradh deireannach a 'tighinn sìos gu càileachd a ceanglaichean microscopach, a tha air an riaghladh le feartan an ceangal metallic.

Mar eisimpleir, a-steach leth-sheoladair Tha pròiseas utrasonic Balling na phròiseas deatamach. Bidh sinn a 'dèanamh innealan mar an Inneal taobhan gealach gnàthaichte de livinum wire uèir urn autoing uidheamachd fèin-ghluasadach tha sin an urra ris an mì-mhaladhachd de alùmanum no Uèir copair gus tàthadh cruaidh-stàite a chruthachadh. An ceangal metallic a 'leigeil leis an uèir a dhol air ais agus ceangal làidir a chruthachadh gun leaghadh. A bharrachd air an sin, an cordamal àrd agus Earcessivity dealain de copar riatanach airson a bhith a 'cruthachadh eadar-cheanglaichean earbsach a dh' fhaodadh teas is cumhachd a riaghladh ann an innealan adhartach mar igbts. An làidir ceangal metallic cuideachd a 'leantainn gu àrd Puing leaghaidh, a 'dèanamh cinnteach gu bheil na ceanglaichean sin a' fuireach ann eadhon fo shamhraidhean Obrachadh àrd. Aig DonnExin, bidh sinn a 'ruith an t-eòlas seo gus innealan dealbhaidh mar ar Ws9820 fèin-ghluasadach tiugh aluminum alùmanum wind, a tha dòchasach a bhith ag obair le feartan bunaiteach nam meatailtean.

Seachad air copar: Ciamar a tha iad a 'ciallachadh gu bheil ceangal meatallach ag atharrachadh ann am meatailtean eile?

Fhad 's a tha an ceangal metallic Tha modail uile-choitcheann dha na h-uile stuthan meatailteach, faodaidh neart agus caractar a 'cheangail a bhith eadar-dhealaichte bho aon meatailt gu fear eile. Tha an caochladh seo a 'mìneachadh an raon fharsaing de thogalaichean a chì sinn thairis air diofar mheatailtean. Neart an ceangal metallic sa chumantas tha an urra ri dà phrìomh adhbhar: cosgais na meatailt ian agus an Àireamh de electronan air a chuir ris a '"muir."

Mar eisimpleir, tha alùmanum (al) ann am Buidheann 13 agus a 'cur trì dealanan-làimhe chun na mara dealanach, a' cruthachadh al³⁺ ian. Bidh seo a 'leantainn gu nas làidire ceangal metallic an coimeas ri copar, nach cuir ach fear dealanach. Bidh an ceangal nas làidire seo a 'toirt neart structarail a-steach Aluminum airson a chuideam. Tungten (W), eadar-ghluasad meatailt, faodaidh suas ri sia electrons valence a chuir ris, a 'cruthachadh làidir ceangal metallic. Is e seo as coireach gu bheil aon den fheadhainn as àirde aig tungsten puingean leaghte de na meatailtean agus air a chleachdadh ann an tagraidhean àrd-theachdaireachd. Aig DonnExin, tha an t-eòlas againn a 'leudachadh gus faighinn a-mach agus a bhith a' làimhseachadh na stuthan measgaichte sin, ge bith a bheil e a 'cruthachadh innealan carbide tgsgsten no pàirtean mionaideach airson Mandrel de inneal lùbach airson bataraidhean cruinn. A 'tuigsinn ùmhlachd na h- ceangal metallic Anns gach fear le leig dhuinn fuasglaidhean nas fheàrr a thoirt do luchd-dèiligidh.

Prìomh Theataran

Gus crìoch a chuir air ar dàibheadh ​​domhainn a-steach don cheangal copar, seo na puingean as cudromaiche ri chuimhneachadh:

• Seòrsa Bund Bun-sgoil: Na dadaman ann an solid copar air an cumail còmhla le a ceangal metallic, chan e ianach no ceangal covalent.
• Modail MOD MODEL "Muir de Electrons": An ceangal metallic a 'toirt a-steach lattice teann gu math fo chasaid copar ian air a chuairteachadh le "mara" gluasadach de dealanan luachmhor.
• Dreuchd electrons valence: Gach fear copar adamh a 'cur a h-aon taobh a-muigh Eilrece Electron don mhuir chiontach seo.
• STÒR Prìomh thogalaichean: Seo gun samhail a 'ceangal structar dìreach a 'mìneachadh na togalaichean as luachmhoire aig copar:
  • Euctionachadh àrd: An saor airson gluasad dealanan luachmhor giùlan sruth dealanach agus teas le èifeachdas air leth.
  • Mì-mhaladhachd agus ductility: Na sreathan de meatailt Faodaidh Ionnnan sleamhnachadh seachad air a chèile gun a bhith a 'briseadh nan bannan, a' ceadachadh copar a bhith air a chumadh.
• Cothroman Gnìomhachais: Tuigse dhomhainn air an ceangal metallic deatamach airson ùr-ghnàthachadh agus smachd càileachd ann an gnìomhachasan mar leth-sheoladair Saothrachadh, far am bi na togalaichean sin gan gabhail a-steach gach latha gus teicneòlasan den àm ri teachd a thogail.