Основная проблема состоит в том, что используя рентген определили типы кристаллических решеток разных металлов,а почему они такие, а не другие пока не известно. Например медь кристаллизуется в ГЦК решетку, а железо в ОЦК, которая при нагреве становиться ГЦК и этот переход используется при термообработке сталей.
Обычно в литературе металлическая связь описывается, как осуществленная посредством обобществления внешних электронов атомов и не обладающая свойством направленности. Хотя встречаются попытки (см. ниже) объяснения направленной металлической связи т.к. элементы кристаллизуются в определенный тип решетки. Основные типы кристаллических решеток металлов объемно-центрированная кубическая; гранецентрированная кубическая; гексагональная плотноупакованная.
Пока невозможно в общем случае вывести из квантовомеханических расчетов кристаллическую структуру металла по электронному строению атома, хотя, например, Ганцхорн и Делингер указали на возможную связь между наличием кубической объемно-центрированной решетки в подгруппах титана, ванадия, хрома и наличием в атомах этих металлов валентных d-орбиталей.
Нетрудно заметить, что четыре гибридные орбитали направлены по четырем телесным диагоналям куба и хорошо приспособлены для связи каждого атома с его 8 соседями в кубической объемноцентрированной решетке. При этом оставшиеся орбитали направлены к центрам граней элементарной ячейки и, возможно, могут принимать участие в связи атома с шестью его вторыми соседями. Первое координационное число (К.Ч.1) \"8\"плюс второе координационное число (К.Ч.2) \"6\" в сумме равно \"14\".
Покажем, что металлическая связь в плотнейших упаковках (ГЕК и ГЦК) между центральноизбранным атомом и его соседями в общем случае, предположительно, осуществляется посредством 9 (девяти) направленных связей, в отличие от числа соседей равного 12 (двенадцати) (координационное число).
В литературе приводится много факторов влияющих на кристаллизацию поэтому решил их максимально убрать, и модель металла в статье скажем так ,идеальная, т.е. все атомы одинаковые (чистый металл), кристаллические решетки без включений, без внедрений, без дефектов и т.д. Используя эффект Холла и другие данные по свойствам, а также рассчеты Ашкрофта и Мермина , у меня главным определяющим тип решетки фактором, оказались внешние электроны остова атома или иона, который получился в результате передачи части электронов в зону проводимости.
Оказалось, что металлическая связь обусловлена не только обобществлением электронов, а и внешними электронами атомных остовов, которые определяют направленность или тип кристаллической решетки.
Попытаемся связать внешние электроны атома данного элемента со структурой его кристаллической решетки, учитывая необходимость направленных связей (химия) и наличие обобществленных электронов (физика), ответственных за гальваномагнитные свойства.
основную часть работы смотрите на стр.
https://natureofchemicalelements.blogspot.com
Основным достижением моей работы считаю то, что было определено настоящее первое координационное число для атомов в монокристаллах чистых металлов (ГЦК и ГЕК кристаллических решеток) равное 9. Число это выведено из физических и химических свойств кристаллов.
Электронная конфигурация атома меди в основном состоянии записывается виде 1s22s22p63s23p63d104s1 вместо предполагаемой формулы 1s22s22p63s23p63d94s2. Но не в этом дело. Попытаемся найти причину образования кристаллической решетки типа ГЦК для меди и никеля. И у меди, и у никеля атом окружен 12 подобными в первом координационном числе и 6 во втором. Казалось бы бери из оболочки 18 последних электронов для связи атомов и получай ГЦК. Но и у меди и у никеля кроме электронов связи есть электроны проводимости. Значит электронов связи меньше 18 и их достаточно для образования ГЦК. У железа 14 электронов связи (8+6) и они формируют ОЦК. Плотность ОЦК- 68%, а ГЦК-74%. Отсюда я делаю вывод, что у меди и никеля по 15 электронов связи. Но (12+3) или (9+6) должна показать экспериментальная проверка.
Об электронах связи в монокристаллах металлов, которые определяют тип кристаллической решетки.
У калия, натрия, рубидия, цезия в зоне проводимости по 1 электрону и по 8 электронов связи- постоянная Холла отрицательная (в зоне проводимости по одному электрону от атома), тип решетки ОЦК... у каждого выбранного атома по 8 соседей в кристаллической решетке.
У никеля, меди, серебра, платины, палладия и золота решетка ГЦК... на кристаллизацию необходимо по 15 электронов связи от атома... смотрим на примере никеля 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8 4s2 внешние электроны всего 16(3p6 3d8 4s2) один ушел в зону проводимости 15 вступили в связи с соседними атомами... этот один электрон из зоны проводимости проверяется постоянной Холла, если она отрицательная то в зоне проводимости 1-2 электрона, а если положительная то больше.
Магний 2 электрона связаны с ядром, 9 электронов связи (ГЕК) и один электрон в зоне проводимости- постоянная Холла отрицательная, алюминий 2 электрона связаны с ядром, 9 электронов связи (ГЦК) и два электрона в зоне проводимости- постоянная Холла отрицательная.
В металлических кристаллах атомы обьединены не только обобществлением электронов проводимости, но и электронами связи, которые и были выявлены в моей работе.
Д.К.Черновым было установлено, что процесс кристаллизации состоит из двух элементарных процессов: 1) зарождение центров кристаллизации; 2) рост кристаллов из этих центров.
Подтверждаю т.к. сам выращивал монокристаллы железо-иттриевого граната методом спонтанной кристаллизации из раствора в расплаве.
Да и работали мы в молодости на одной улице, на проспекте Обуховской обороны. Он на Обуховском заводе- будущий завод Большевик. Я на Невском заводе им. Ленина- бывший Семянниковский завод. Достоин ли я медали им. Чернова?