Образование тетраэдрических пустот в структуре плотнейшей упаковки атомов металла. Некоторые типичные свойства фаз внедрения на примере соединений с водородом. Процесс постепенного поглощения металлическим титаном кислорода. Получение вольфрамовых бронз.
Аннотация к работе
1. Соединения внедрения 1.1 Гидриды переходных элементов 1.2 Оксиды, нитриды, карбиды, бориды 2. Соединения графита 3. Нитрид бора, сульфиды 4. Вольфрамовые бронзы 5. Соединения включения 5.1 Клатраты газов 5.2 Цеолиты 6. Фуллериты Литература Введение Образование химического соединения из простых веществ, nА mВ > АnBm (1) как правило, протекает со значительным изменением структуры исходных веществ. Однако иногда образование соединения может происходить таким образом, что структура одного из исходных веществ не меняется (или почти не меняется). В этом случае частицы другого исходного вещества (атомы, ионы, молекулы, кластеры) в нее внедряются. Мы рассмотрим наиболее характерные из этих соединений: 1. соединения внедрения в кристаллические решетки металлов (гидриды, оксиды, нитриды, карбиды, бориды); 2. соединения графита и родственных по структуре соединений; 3. соединения типа вольфрамовых бронз; Другим типом подобных систем являются соединения включения или клатраты (от латинского слова clathratus - окружение или защита поперечным барьером или решеткой). (см. рис. 1 Образование октаэдрических пустот в структуре плотнейшей упаковки атомов металла. Рис. Если на металл подействовать каким-то веществом, содержащим атомы небольшого размера (водород, углерод, азот, бор и т.п.), то оказывается, что такие небольшие атомы могут внедряться в пустоты, имеющиеся в плотной упаковке атомов металла. Образование соединений внедрения на основе металлической решетки особенно характерно для металлов побочных подгрупп. Из геометрических соображений следует, что отношение радиуса внедряющихся атомов rВ к радиусу атомов, образующих плотную упаковку, rА не должно превышать 0,59 - только в этом случае внедрение может произойти. Встречаются кубические или гексагональные плотноупакованные структуры с координационным числом 12 или кубические объемо-центрированные структуры с координационным числом 8. В последнем случае состав соединения будет отклоняться от целочисленной формулы, будет неопределенным, например МеН1-x; МеН2-x . Для этого сравним гидриды некоторых переходных элементов с гидридом щелочного металла (лития). По физическим свойствам оно не имеет ничего общего с исходным металлом. Если при низкой температуре удалить из гидрида палладия водород, то удается сохранить искаженную (расширенную) решетку, которая была у насыщенного водородом палладия. Например, TiC, ZrC. HfC, NbC, TaC, TiN, ZrN, HfN, TaN.