Обратим внимание на различие в массе частиц: протоны и нейтроны почти в 2000 раз тяжелее электронов. Следовательно, масса любого тела почти целиком определяется массой протонов и нейтронов.
Нейтрон, как это следует из его названия, нейтрален - его заряд равен нулю. А протон и электрон имеют одинаковые по величине, но противоположные по знаку заряды. Электрон заряжен отрицательно, а протон - положительно.
Среди характеристик частиц нет, казалось бы, важной характеристики - их размера. Описывая строение атомов и молекул, электроны, протоны и нейтроны можно считать материальными точками. О размерах протона и нейтрона придется вспомнить только при описании атомных ядер. Даже по сравнению с размерами атомов протоны и нейтроны чудовищно малы (порядка 10-16 метра).
По сути дела, этот короткий раздел сводится к представлению электронов, протонов и нейтронов как строительного материала всех тел в природе. Можно было бы просто ограничиться таблицей 1, однако нам предстоит понять, каким образом из электронов, протонов и нейтроновосуществляется постройка, что заставляет частицы объединяться в более сложные конструкции и каковы эти конструкции.
АТОМ - НАИБОЛЕЕ ПРОСТАЯ ИЗ СЛОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Атомов много. Оказалось необходимым и возможным упорядочить их специальным образом. Упорядочение дает возможность подчеркнуть различие и сходство атомов. Разумное расположение атомов - заслуга Д. И. Менделеева (1834-1907), который сформулировал периодический закон, носящий его имя. Если временно отвлечься от существования периодов, то принцип расположения элементов крайне прост: они располагаются последовательно по весу атомов. Самый легкий - атом водорода. Последний природный (не созданный искусственно) атом - атом урана, который тяжелее его в 200 с лишним раз.
Схема коррозии железа в контакте с медью качестве примера электрохимической коррозии в присутствии влаги, воздуха рассмотрим процесс кородування железной конструкции с медными заклепками. Когда такая конструкция покрывается слоем влаги (раствором электролита) , то железные и медные участки ее поверхности образуют гальванические пары. При этом атомы железа как более активного металла переходят в раствор в виде двухвалентных ионов Fe 2 +, а потерянные ими валентные электроны перемещаются на медь и там присоединяются катионами водорода, восстанавливая их до свободного водорода. Процесс кородування железа в контакте с медью схематически можно изобразить следующим уравнениям:
диссоциация воды: Коррозия
потеря атомами железа валентных электронов и переход ионов в раствор: (Металл) второго Fe 2 + (Раствор)
восстановления катионов водорода (на поверхности меди) и выделение свободного водорода: 2Н + +2е -> 2Н ° -> Н 2 ?;
образования дигидроксиду железа: Fe 2 + +2OH - -> Fe (OH) 2;
окисления двухвалентного железа до трехвалентного растворенным кислородом воздуха: 4Fe (OH) 2 + O 2 + 2H 2 O -> 4Fe (OH) 3;
частичная потеря воды тригидроксидом железа и превращения его в гидроксид-оксид железа:
Коррозия В результате этих реакций железо покрывается слоем ржавчины, состоящей главным образом из FeO (OH), а также с гидроксидов железа Fe (OH) 2 и Fe (OH) 3.
Гальванические пары на корродирующей поверхности могут образовываться не только при контакте двух металлов с большими поверхностями, но и при контакте основного металла с нерастворимыми в нем примесями других металлов, которые всегда содержатся в технических металлах. В таких случаях на корродирующей поверхности металла образуется множество небольших по размерам так называемых микро-гальванических пар, работой которых обусловливается электрохимическое кородування основного металла. Как при контакте двух различных металлов (образовании макрогаль-ваничних пар) , так и при наличии в основном металле нерастворимых примесей других металлов (образовании микрогальванических пар) поток электронов (электрического тока) направлен от более активного металла к менее активному. Более активный металл корродирует (разрушается) , а менее активен не корродирует. На нем только возобновляются ионы водорода теми электронами, которые прибывают от атомов активного металла. Скорость электрохимической коррозии тем больше, чем больше образуется на корродирующей поверхности гальванических пар, т. е. чем больше контактов основного металла с другими менее активными металлами или чем больше он загрязнен примесями менее активных металлов. Чем чище металл, тем меньше он подвержен коррозии, а очень чистые металлы почти не коррозируют.
6 лет назад
Комментировать
Реклама
