Физика конденсированного состояния

№ 1573 

московский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ и СПЛАВОВ 

(технологический университет) 

Кафедра физического материаловедения 

Одобрено методическим 
советом института 

Физика конденсированного 
состояния 

Справочные материалы 

для студентов специальностей 0708, 0709, 510.403, 510411 

Москва 2000 

АННОТАЦИЯ 

В пособии приведены справочные материалы ( таблицы, графики и пр.), содержащие 

информацию 
об 
электронной 
структуре, 
атомных 
и 
ионных 
радиусах, 

электроотрицатель-ности химических элементов, а также о кристаллической структуре 

чистых элементов и промежуточных фаз и их термодинамических характеристиках. 

Приведены температуры плавления, кипения и полиморфных превращений в чистых 

элементах, некоторые физические свойства металлов, а также периоды решеток твердых 

растворов на основе чистых металлов и химических соединений. Содержится 

информация о коэффициентах самодиффузии, гетеродиффузии и диффузии по границам 

зерен и дислокациям. Приводятся многочисленные диаграммы состояния металл
металл и металл-металлоид. 

Пособие 
предназначено 
для 
студентов, 
изучающих 
курсы 
"Физика 

конденсированных сред" (часть 2) и "Атомно-кристаллическая структура фаз". 

Московский государственный 

институт стали и сплавов 

(МИСиС), 1999 

2 

СОДЕРЖАНИЕ 

Стр. 

Периодическая система с электронной структурой элементов 
5 

Атомная структура, температуры сублимации, кипения, плавления и 

полиморфных превращений элем 
6 

Электроотрицательность элементов (по Полингу) 
7 

Атомные радиусы 
8 

Ионные радиусы 
9 

Ковалентные радиусы при связях разной кратности 
10 

Удельные теплоты плавления, испарения, сублимации и полиморфных 

превращений и изменение объема при плавлении чистых элементов 
11 

Физические свойства чистых металлов 
13 

Структурные типы 
14 

Диаграммы состояния двойных систем и характеристики кристаллической 

структуры промежуточных фаз 
18 

Ag-Ba,-Be,-Cu,-Zn 
19-22 

А1-Сг,-Сu,-Mn,-Ni 
23-26 

Au-Ni,-Pt,-Zn 
27-29 

Ca-Cu,-Zn 
30-31 

Co-Cr,-Sm,-Ta,-Te,-V,-W 
32-38 

Cr-Fe,-Mn,-Ti,-Zr 
39-42 

Cu-Mg,-Si,-Sn,-Zn,-Zr 
43-47 

Fe-Mo,-Nb 
48,49 

Mg-Zn 
50 

Mn-Ni,-Ti 
51,52 

Nb-C 
53 

Ni-Cr,-Ti,-Zr 
54-56 

Rb-Bi 
57 

Ta-C 
58 

V-C 
59 

W-C 
60 

Zr-C 
61 

Периоды решеток твердых растворов на основе металлов и соединений 
62 

Теплота, энтропия и свободная энергия образования некоторых 

твёрдых растворов и интерметаллических фаз 
68 

Параметры самодиффузии металлов 
71 

Параметры гетеродиффузии в металлах 
71 

Параметры диффузии по границам зерен, субзерен и дислокациям в 

в металлах и сплавах 
75 

Параметры поверхностной диффузии 
77 

Параметры модели Миедемы 
78 

Основные физические постоянные 
79 

Единицы давления 
79 

Единицы силы 
; 
79 

Единицы энергии и работы 
79 

Список литературы 
80 

Таблица 1. Периодическая система и электронная структура элементов [1] 

Металлы 
—> < 
Неметаллы 

3 
Li |4 

2s1 

l 
Н 

lsj 

И 
Na 

3s' 

19 К [20 

4s1 

Be 

2s: 

12 Mg 

3s' 2 < 
Ca 

4s: 

(21 
Sc 
3d4s: 

• Переходные металлы 
Благородные 
' металлы 

122 
Ti 

3d24s: 

|23 
V 

3d34s: 

24 
Cr |25 
M B [26 
Fe 

3d54s: 
3d44s: 
3d64s: 

27 Co (28 
Ni J29 Cu 

3d84s: 
3d74s: 
3d104s' 

30 Zn 

В 

2s22p' 

13 
Al 

3s23p' 

31 
Ga 

4s24p' 

2s22p: 

14 
Si 
3s23p: 

32 Ge 

4s24p: 

N 
2s22p 

15 
P 

3s23p: 

33 
As 

4s24p 

8 
О 

2s22p4i 

16 
S 

Зз^р4* 

34 
Se 35 
Br 

3 4s24p41 

2s22p5 

17 CI 

3s23p5 

4s24p5 

He 
Is2 

10 
Ne 
2s22p^ 

18 
Ar 

3s23p* 

36 
Kr 

4s24p( 

37 Rb 

5s1 

38 Sr 

5s: 

139 
Y 

4dJ5s: 

|40 
Zr 

4d25s2 

И1 
Nb 

4d35s: 

|42 
Mo 

4d45s: 

43 
Tc 

4d55s: 

(44 
Ru 

4d65s: 

(45 
Rh 46 Pd 

4d75s2 
4d85s: 

17 Ag 

4d , 05 S' 

48 Cd 

4d,05s: 

49 
In 

5s25p! 

50 
Sn 

5s25p21 

51 
Sb 

5s25p: 

52 
Те 

5s25p4 

53 
I 

5s25p5 

54 
Xe 
5sV 

55 Cs 

6s1 

56 Ba 

6s: 

57 
La |72 
Ш 
5d'6s: 
5d26s" 

73 
Та 

5d36s: 

Г74 
W 

5d46s: 

175 
Re 
5d56s: 

|76 
Os 

5d76s: 

77 
Ir 

5d86s: 

78 
Pt 79 Au 

5d96s21 5d'°6s! 

80 Hg 

5d'°6s: 

81 
Tl 

6s26p 

82 
Pb 

6s26p: 

83 
Bi 

6s26p: 

84 
Po 

6s26p4 

85 
At 

6s26p5 

86 
Rn 

6s26pfi 

87 Fr 

7s1 

88 Ra 

7s: 

89 
Ac 

6d!7s: 
линия Цинтля 

Редкоземельные 
металлы 

Актиниды 

58 
Се 
4fV 

59 
Рг 

4fV 

60 
Nd 
4fV 

61 
Рш 

4f*6s2 

62 
Sm 

4
^ 

63 
Eu 

4f76s2 

64 
Gd 

4f75d'6s2 

65 
Tb 

4f*6s2 

66 
Dy 

4f<06s2 

67 
HO 

4f«6s2 

68 
Er 

4f"6s 2 

69 Tm 

4f<36s2 

70 Yb 

4f"6s 2 

71 
Lu 

4f445d,6s2 

90 
Th 

6d27s2 

91 
Pa 

5 f W 7 s 2 

92 
U 

5f*6dV 

93 
Np 

5f*6dW 

94 
Pu 

5f*6dv7s2 

95 
Am 96 
Cm 97 
Bk 

5f*6dW 

98 
Cf 

S f ^ s 2 

99 
Es 

5fW 

100 Fm 

5^275
2 

101 Md 

5f*37s2 

102 No 

5f"7s2 

103 
Lr 

ON 

I 

2 

3 

5 

6 

7 

1 H 
-252.8* 
-259.1* 

« 

la 

3 Li 
1347* 

180* 
• 

Na 

883* 
979* 
• 

19 К 

770° 
63.3* 
• 

37 Rb 

700* 
39° 
• 

55 Cs 

670° 
28.7° 
• 

87 FT 

Атомная структура, температуры сублимации, кипения, плавления и полиморфных превращений эл 

jjsj 
Примитивная кубически 

( | 
Гранецентрирояанная кубическая (ГЦК) 

Па 

4 Be 

1280* 

(f 

12 Mg 

1105* 
649* 

# 

20 Са 

(1240) 
850* 

38 Sr 

1364* 
770° 

MS""™ 

*"'CJ 

56 Ba 

1638° 
850° 
• 

88 Ra 

1140* 
960* 

Атом 

Температура ки IM» 

J—1 
1 I 
.J ' 
1 
Температура пламенна (*C>— - | 
| 

Температура поли 
превращения (*С) 

Тия< 

морфного 

V 
.j-y1_J 

-iO 
1 

Щ 
Алмазная 
Ш 
Типа а-Мп 
Г*Я 
Типа Р-Мп 

**•** 
Тетрагональная 
/"Л 
Гексагональная 
ф 
Гексагональная компактнаа (с/а-1.63) 

Жу 
Гексагональим (с/а> 1.63) 
/Тк 
Гексагональная (с/а<| .63) 

@ 
Тип лантана (с/а-3.26) 

I 
Ромбическая 

В 
Моноклинная 

^k> 
Ромбоэдрическая 

III» 

21 Sc 

О 

39 Y 

(3000) 
1490° 

<1 

5 7 \ 

1 

В 9 \ 
X 

\ l 0 3 

IVa 

22 Ti 

3277* 
1677* 

из'"' 
<r 

40 Zr 

(4474) 
1900° 

<r 
72 Hf 


<r 

57 La 

89 Ac 

a 

Va 

23 V 

3000* 
1917* 
• 

41 Nb 

• 

73 Та 
(4100) 
(3000)° 

m 

58 Ce 

1400° 
804* 

DC" 
П_-.*Т§>< 

90 Th 

(3000) 
1696° 

!40tP 

Ш 

Via 

24 Cr 

(2200) 
1903* 
• 

42 Mo 

(4600) 
2617* 
• 

74 W 

5527° 
3377* 
• 

59 Pr 

Vila 

25 Mn 

2090° 
1244° 

r-um-1 
1—*-10°5.рв| 

43 Тс 

(f 

75 Re 


(3200) 

» 

60 Nd 

too'** 

91 Pa 

«*• 

aw"™ 

92 U 

(3500) 
(1132) 

•тШ 
•«л 

VIII 

26 Fe 

2872° 
1536° 

27 Со 

(3100) 
1495° 

\0?™Щф*"£
44 Ru 

Э 

76 Os 

(5500) 
2700° 
э 

61 
Р т 

93 Np 

570 " • • 

"Vi 

45 Rh 

2500° 
1966° 

D 

77 Ir 

(4800) 
2454° 
• 

62 Sm 


(1052) 

917 

94 Pu 

eea^*-.-— 

?-»°^l 

28 Ni 

(3000) 
1452° 
• 

46 Pd 

2200° 
1550° 
• 

78 Pt 

(3800) 
1770° 
• 

63 Eu 

• 

95 A m 

<•> 

lb 

29 Cu 

2595* 
1084* 

П 

47 Ag 

1980° 
961* 
• 

79 Au 

2600° 
1063° 
• 

64 Gd 

1 2 6 2 ' " 

96 Cm 

lib 

30 Zn 

907° 
419° 

С 

48 Cd 

767° 
320.9° 

f> 

80 Hg 

356.6° 
-38.8° 

• 

S5 
Tb 

i n / * * 

97 Bk 

Illb 

5 В 

3658* 
2177* 

1 2 Ч Х Г ^ 

13 Al 
(2493*) 

660* 
• 

31 Ga 

(2000) 
29.78° 
1 

49 In 

2100° 
156.4° 

rm 

81 T! 

(1457) 
302.5° 

or" 

66 Dy 

Э 

98 Cf 

IVb 

6 
С 

(4200*) 
3550* 

ffl О 
14 Si 

3167* 

1412* 
ffl 

32 Ge 

2700* 
958.5* 

ffl 

50 Sn 

2270° 
231.9° 

•**4ffl 

82 Pb 

1753° 
327.5° 
• 

67 Ho 

<* 

99 Es 

Vb 

7 N 
-195.8* 
-209.9" 
сГ 
15 P 

277* 
44.2* 

О 

33 As 

615°' 
817° 
(36 sr) 

•***• 

51 Sb 

1640° 
630.5° 

• 

83 Bi 

1560° 
271° 

• 

68 Er 

<3 

100 Fm 

Таблица 2 
гментов 

VIb 

8 О 

-183* 
-218.9* 

16 S 

444.6* 

119* 

34 Se 

(680) 
217* 
|o| 

52 Те 

1390° 
450° 

О 

84 Po 

ES--" 

69 Tm 

Э 

101 Md 

Vllb 

9 F 

-188* 
-217.9* 

17 CI 
-34.1* 
-101* 

35 Br 

59.5* 
-7.2° 
• 

53 I 

184 4* 
113 6° 

1 

85 At 

70 Yb 

791'™" 

102 No 

2 
He 

-288.9» 
-272.2* 

(26 *T.) 

# 

10 
Ne 

-245.9* 
-248.7* 
• 

18 
Ar 

-185.9° 
-189.2* 

D 

36 
Kr 

-152.9° 
-157.2* 
° 

54 
X e 

-108 1° 
-111 8° 
• 

86 Rn 

-62' 
-71° 

71 Lu 

» 

103 Lr 

Электроотрицательность элементов (по Полингу) [3] 

Таблица 3. 

1 
Н 

2.1 

3 
Li 

1.0 

11 Na 

0.9 

19 К 

0.8 

37 Rb 

0.8 

55 С» 

0.7 

87 Fr 

0.7 

4 
Be 

1.5 

12 Mg 

1.2 

20 Ca 

1.0 

38 Sr 

1.0 

56 Ba 

0.9 

88 
Ra 

<K9 

5 
В 
2.0 

13 
Al 

1.5 

21 
Sc 

1.3 

39 
Y 

1.3 

La-Lu 

1.1+1.2 

89 
Ac 

1.1 

22 
Ti 

1.5 

40 
Zr 

1.4 

72 
Hf 

1.3 

90 
Th 

1.3 

23 
V 

1.6 

41 
Nb 

1.6 

73 
Та 

1.5 

91 
Pa 

1.5 

24 
Cr 

1.6 

42 
Mo 

1.8 

74 
W 

1.7 

92 
U 

1.7 

25 
Mn 26 
Fe 

1.5 
1.8 

43 
Tc 

1.9 

75 
Re 

1.9 

93 
Np 

1.3 

44 
Ru 

2.2 

76 
Os 
2.2 

27 Co 

1.8 

45 
Rh 

2.2 

77 
Ir 

2.2 

28 
Ni 

1.8 

46 Pd 

2.2 

78 
Pt 

2.2 

29 Cu 

1.9 

47 Ag 

1.9 

79 Au 

2.4 

30 Zn 

1.6 

48 Cd 

1.7 

80 Hg 

1.9 

31 
Ga 

L6 

49 
In 

1.7 

81 
TI 
1.8 

6 
С 
2.5 

14 
Si 

1.8 

32 Ge 

1.8 

50 
Sn 

1.8 

82 
Pb 

1.8 

7 
N 
3.0 

15 
P 
2.1 

33 
As 

2.0 

51 
Sb 

1.9 

83 
Bi 

1.9 

8 
О 
3.5 

16 
S 
2.5 

34 
Sc 
2.4 

52 
Те 

2.1 

84 
Po 

2.0 

9 
F 
4.0 

17 CI 

3.0 

35 
Br 
2.8 

53 
I 

2.5 

85 
At 

2.2 

Примечание. Приведенные в таблице значения относятся к обычным степеням окисления. 

Таблица 4 

Атомные радиусы (А) [4]. 

1 
Н 

0,46 

3 
Li 

1.55 

11 Na 

1.89 

19 К 

2.36 

37 Rb 

2.48 

55 Cs 

2.68 

87 Fr 

2.80 

4 

12 

20 

38 

56 

88 

Be 

1 13 

Mg 

1.60 

Ca 

1.97 

Sr 

2.15 

Ba 

2.21 

Ra 
2.35 

21 

39 

57 

89 

Sc 

1.64 

Y 

1.81 

1.87 

Ac 

2.03 

22 

40 

72 

Ti 
1.46 

Zr 

1.60 

Hf 
1.59 

23 

41 

73 

V 

1.34 

Nb 

1.45 

Та 

1.46 

24 

42 

74 

C r 

1.27 

Mo 

1.39 

W 

1.40 

25 

43 

75 

Mn 

1.30 

Tc 

1.36 

Re 
1.37 

26 

44 

76 

Fe 

1.26 

Ru 

1.34 

Os 

135 

27 

45 

77 

Co 

1.25 

Rh 

1.34 

lr 

1.35 

28 

46 

78 

Ni 
1.24 

Pd 

1.37 

Pt 
1.38 

29 Cu 

1.28 

47 Ag 

1.44 

79 Au 

1.44 

30 

48 

80 

Zn 

1.39 

Cd 

1.56 

Hg 
1.60 

5 

13 

31 

49 

81 

В 
0.91 

Al 
1.43 

Ga 

1.39 

In 

1.66 

Tl 

1.71 

6 

14 

32 

50 

82 

С 

0.77 

Si 
1.34 

Ge 

1.39 

Sn 

1.58 

Pb 

1.75 

7 
N 
0.71 

15 
P 
1.30 

33 
As 

1.48 

51 
Sb 

1.61 

83 
Bi 
1.82 

8 

16 

34 

52 

84 

О 

s 

Se 

1.60 

Те 

1.70 

Po 

9 F 

17-C1 

35 Br 

53 I 

85 At 

2 
He 
1.22 

10 Ne 
1.6 

18 
Ar 
1.92 

36 K r 

1.98 

54 Xe 

2.18 

86 Rn 

Редкоземельные 
металлы 

Актиниды 

58 
Се 

1.83 

90 
Th 

1,80 

59 

91 

P r 

1.82 

Pa 

1.62 

60 

92 

Nd 

1.82 

U 

1.53 

61 
Pm 

1.81 

93 
Np 

1.50 

62 
Sm 

1 81 

94 
Pu 

1.62 

63 

95 

Eu 
2.02 

Am 

64 
Gd 

1.79 

96 
Cm 

65 
Tb 
1.77 

97 
Bk 

66 

98 

By 
1.77 

Cf 

67 

99 

Ho 

1.76 
Es 

68 
Er 

1.75 

100 Fm 

69 Tm 

1.74 

101 Md 

70 Yb 

1.93 

102 No 

71 
Lu 

1.74 

103 
Lr 

Н 

Г 1.36 
Г 0.00 

з 
Li 

Г 0.68 

11 Na 

Г 0.98 

Ионные радиусы (А) [4]. 

Таблица 5 

(2 
Не 

0 1.22! 

Be 

2* 0.34| 

12 Mg 

2' 0.74 

5 
В 

3* 0.20 

6 
С 

4+ 0.20 
4" 2.60 

13 
AI 

3" 0.571 

7 
N 
3' 
5" 0.15 
3" 1.48 

14 
Si 
4+ 0.39 

5 
Р 

3* 
5+ 0.35 
3 1.86 

О 

2 1.361 19 F 

Г 1.33 

6 
S 

2' 1.82 
6* 0.29 

17 CI 

Г 1.81 
Т 0.26 

i0 
Ne 
О 1.601 

18 
Аг 

О 1.921 

119 К 

1+ 1.33 

20 Са 

Г 1.041 

121 
Sc 
3+ 0.83 

122 
Ti 

2* 0.78 
3+ 0.69 
4+ 0.64 

123 
V 
2" 0.72 
3* 0.67 
4* 0.61 
5+ 0.40 

124 
Сг 

Т 0.83 
3" 0.64 
6+ 0.35 

[25 
Мп 

2* 0.91 
3* 0.70 
4* 0.52 
7+ 0.46 

26 
Fc 

2' 0.80 
3+ 0.67 

127 Со 

2' 0.78 
3* 0.64 

Ni 
' 0.741 

|29 Си 

Г 0.98 
2* 0.80 

30 Zn 

2+ 0.83 

(31 
Ga 

3* 0.62 

32 Ge 

2" 0.65 
4* 0.44 

33 
As 
3' 0.69 
5' 0.47 
У 1.9 

34 Se 

Z 1.93 
4' 0.69 
6' 0.35 

|35Br 
Г 1.96 
Г 0.39 

36 
Кг 

О 1.98 

37 Rb 

Г 1.49 

38 Sr 

2* 1.201 

139 
Y 

3+ 0.97 

|40 
Zr 

4+ 0.82 

141 
Nb 

4+ 0.67 
5* 0.66 

|42 
Мо 

4+ 0.6843 
Тс 
6+ 0.65 

[44 
Ru 
4+ 0.62 

45 
Rh 

3" 0.75 
4+ 0.65 

|46 Pd 

4+ 0.64 

№ Ag 

Г 1.13 

Ц8 Cd 

2" 0.99 

|49 
In 

3+ 0.921 

50 
Sn 

2+ 1.02 
4+ 0.67 

51 
Sb 

3+ 0.90 
5" 0.62 
3" 2.08 

52 Те 

2' 2.11 
4+ 0.89 
6* 0.56 

53 I 

Г 2.20 
7+ 0.50 

54 
Хе 
О 2.18| 

55 Cs 

1+ 1.65 

56 Ва 

2+ 1.38 

{57 
La 

3+ 1.04 
А* 0.90 

Г72 
Hf 

4 +0 

(73 

+ 
825 

Та 

0.66 

Г74 
W 
4+ 0.68 
6+ 0.65 

J75 
Re 
6* 0.52 

76 
Os 

4+ 0.65 

177 
1г 

4+ 0.65 

78 
Pt 

4+ 0.64 

79 Аи 

1+ 1.37| 

80 Hg 

2+ 1.12 

81 
TI 

1+ 1.49 
3+ 1.05 

82 
РЬ 

2* 1.26 
4* 0.76 

83 
Bi 

3+ 1.20|84 Ро 
5+ 0.74 
3~ 2.13 

85 At 
86 
Rn 

87 Fr 188 Ra 

2* 1.44 

89 
Ac 

У 1.11 

Редкоземельные 
металлы 

Актиниды 

58 
Се 

3" 1.02 
4+ 0.88 

90 
ТЬ 

3' 1.08 
4* 0.95 

59 
Рг 

3+ 1.00 

91 
Ра 

3' 1.06 
4+ 0.91 

60 
Nd 

3+ 0.99 

92 
U 

3+ 1.04 
4+ 0.89 

61 
Р т 

3+ 0.98 

93 
Np 

3+ 1.02 
4+ 0.88 

62 
Sm 

3+ 0.97 

94 
Ри 

3+ 1.01 
4+ 0.86 

63 
Ей 

3+ 0.97 

95 
Am 

3+ 1.00 
4* 0.85 

64 
Gd 

3+ 0.94 

96 
Cm 

65 
T b 

3+ 0.89 

97 
Вк 

66 
Dy 

3+ 0.88 

98 
Cf 

67 
Но 

3+ 0.86 

99 
Es 

68 
Ег 

3* 0.85 

100 Fm 

69 
Т т 

3* 0.85 

101 Md 

70 Yb 

3+ 0.81 

102 No 

71 
Lu 

3+ 0.80 

103 
Lr 

Для благородных газов даны значения атомных радиусов.