СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

ЧТО ТАКОЕ АЛЛОТРОПИЯ?

Кому из читателей не знакомы графит и алмаз? Гра­фит — это очень мягкий непрозрачный минерал серовато­чёрного цвета, который употребляется для изготовления простых карандашей. Алмаз — полная противоположность графиту: он прозрачен, бесцветен и очень твёрд; из всех известных нам веществ ни одного нет твёрже, чем алмаз. И в то же время оба эти минерала — кристаллический углерод. Чем же объясняются такие поразительные отли­чия в свойствах графита и алмаза? Разницей в строении их кристаллических решёток.

Свойства некоторых веществ образовывать кристаллы разной формы называют аллотропией (в переводе с греческого это слово означает «другой поворот», «другое свойство»).

Аллотропия наблюдается довольно широко и в мире металлов. Обычное серебристо-белое олово имеет сложную кристаллическую решётку. Эта решётка устойчива при температуре выше 18°. При более низкой температуре ато­мы олова в кристаллах начинают перестраиваться. Упа­ковка атомов с течением времени становится менее плот­ной, кристаллы увеличиваются в объёме и разрушаются. Белое олово теряет блеск и пластичность и превращается в хрупкое серое олово, имеющее уже другую кристалли­ческую решётку. Такой процесс хорошо заметен на храня­щихся в музеях старинных оловянных вазах, медалях. Чем ниже температура, тем быстрее рассыпается олово. Разрушение олова при переходе его из одной кристалли­ческой формы в другую издавна получило название «оло­вянная чума». В настоящее время известен очень простой способ предупреждения этого «заболевания»: олово спла­вляется с незначительными количествами меди, свинца или никеля. Такой сплав хорошо сохраняется и при низ­ких температурах.

Железо, цинк, никель, кобальт, марганец, вольфрам и другие металлы также могут существовать в нескольких кристаллических формах и подвергаться аллотропическим превращениям — переходить из одной кристаллической формы в другую.

Истинные причины аллотропических превращений ещё не установлены достаточно точно. Известно, что аллотро­пическое превращение может быть вызвано изменением температуры, давлением, а иногда посторонними приме­сями. Особенно большое значение для практики, как мы сейчас узнаем, имеют аллотропические превращения железа.