Валентные электроны в интерметаллических соединениях

Прибавление электронов сверх оптимально допустимого приводит к энергетической неустойчивости данного типа кристаллической структуры металл — растворитель и к возникновению структуры нового типа. Это уже свидетельствует о превращении твердого раствора в интерметаллическое соединение или при полном завершении валентной зоны — в соединение с ковалентной или ионной связью. [c.253]

Металлическая связь. Металлическая связь — разновидность ненаправленной ковалентной связи. Она существует между атомами с небольшим числом валентных электронов, слабо удерживаемых ядром, и большим числом свободных валентных орбиталей. Металлическая связь осуществляется в кристаллах металлов и их сплавов, а также интерметаллических соединений. [c.49]

В 1926 г. В. Юм-Розери, изучая интерметаллические соединения, обнаружил закономерность, согласно которой в таких соединениях отношение числа валентных электронов к числу атомов постоянно. Это отношение сохраняет свое значение для систем со сходными структурами, независимо от стехиометрического состава. Так, например, для р-фаз (центрированный куб) систем цинк — медь, алюминий — медь и олово — медь указанные отношения равны [c.296]

При общей оценке типа взаимодействия в металлических системах прежде всего необходимо обращать внимание на разницу температур плавления и разность электроотрицательностей. Хотя последний фактор в металлохимии и не играет столь существенной роли, как в химии металлов и неметаллов, тем не менее он может указывать на возможность образования интерметаллического соединения. Если элементы обладают значительной разницей температур плавления, то возможно расслоение в жидкой фазе. Этот вывод приобретает еще большую определенность, если элементы обладают различным строением валентных электронных оболочек и различаются по ионизационным потенциалам. [c.375]

Существование большой группы интерметаллических соединений разнообразного качественного и количественного состава, но сходных по физико-химической природе, обусловлено преимущественным влиянием фактора электронной концентрации. Все эти фазы обладают металлическим характером и кристаллизуются в структурах трех типов р-латуни (ОЦК), -латуни (сложная кубическая структура с 52 атомами в ячейке) и е-латуни (ГПУ). Тип кристаллической структуры определяется не свойствами взаимодействующих компонентов, а так называемой формальной электронной концентрацией (ФЭК), т. е. отношением общего числа валентных электронов (соответствующих номеру группы) к числу взаимодействующих атомов в формульной единице. Эти фазы называются электронными соединениями Юм-Розери. Впервые они были обнаружены в системе Си—2п, и в 1926 г. Юм-Розери выявил закономерности образования подобных фаз. Обычно электронные соединения образуются в системах, содержащих, с одной стороны, [c.385]

Металлические кристаллические решетки и металлическая связь. Ее особенности. Характерные свойства металлов. Кристаллизация металлов по принципу плотных упаковок. Интерметаллические соединения и твердые растворы с металлической проводимостью. Кристаллы металлов строятся из атомов элементов, которые имеют один, два или три внешних (валентных) электрона (редко больше). При конденсации металлического пара эти электроны утрачивают связь с отдельными атомами и обобществляются теми положительными остовами атомов, которые остаются от них при коллективизации наружных электронов. Это приводит к образованию связи между системой положительных остовов атомов в металлической решетке [65, стр. 26— 27].. [c.125]

Интерметаллические соединения весьма многочисленны и разнообразны по свойствам. В основе их классификации лежат факторы объемные (наиболее выгодное соотношение объемов атомов, образующих соединение), электронные (комбинации элементов, обеспечивающие строго определенную концентрацию электронного газа в металле), валентные (комбинации металлических атомов, которые связываются валентными связями) и др. [c.344]

Для металлов А1, Т1 и РЬ радиусы, вычисленные из межатомных расстояний их кристаллических структур, по-видимому, завышены приблизительно на 0,15 А вследствие того, что атомы этих элементов в чистом металле не полностью отщепляют свои валентные электроны. Однако в твердых растворах и интерметаллических соединениях они могут быть полностью ионизированы. [c.284]

И /7-валентными орбитами, заняты электронными парами или по крайней мере одиночными -электронами. Отсюда вытекает, по мнению Мэкстеда, что отравление платины и подобных ей катализаторов ионами металлов включает, вероятно, образование адсорбционных комплексов, которые можно рассматривать как интерметаллические соединения с участием -электронов в образовании интерметаллических связей. [c.75]

Наиболее полное обобщение ранних исследований по токсичности металлов в отношении платины содержится в обзоре [351]. По мнению автора, наличие токсических свойств по отношению к платине, видимо, определяется структурой -слоя адсорбированного металла. Отравление платины ионами металлов включает, вероятно, образование адсорбированных комплексов, которые в некотором отношении можно рассматривать как интерметаллические соединения. Токсичность, а именно способность образования прочных адсорбционных связей, свойственна, видимо, тем металлам, у которых все пять орбит -оболочки, непосредственно предшествующих 5- и р-валентным орбитам, заняты электронными парами, по крайней мере одиночными -электронами. Согласно рассуждениям автора, сюда попадают Си, А , Аи, 5п, С(1, Hg, 1п, Т1, 2п, РЬ, В1, Мп, Ре, Со, N1. [c.162]

Однако у очень большого числа интерметаллических соединений, в том числе и у образованных только элементами главных подгрупп, число валентных электронов никак не влияет на состав, для которого суш,ественны только чисто геометрические факторы (стр. 333). [c.623]

Структурные представления метода валентных связей были введены для описания химической связи в соединениях, известных в течение весьма длительного времени. Поэтому структуры, записываемые по правилам метода валентных связей, особенно с применением концепции гибридизации и резонанса, позволяют достаточно правильно описать общие черты распределения электронов в подавляющем большинстве химических соединений. Вместе с тем многие соединения, открытые со времени второй мировой войны, не могут быть описаны с помощью метода валентных связей, например электронодефицитные соединения, соединения, существующие благодаря я-орбитальному перекрыванию , а также металлы и интерметаллические соединения (последние пока вообще не обсуждались в этой книге). [c.535]

Валентность. Окислительное число. Валентность — это мера способности атома элемента к образованию химических связей с атомами других или того же самого элемента. Так, хлор в НС1 одновалентен, кислород в HjO двухвалентен и т. д. В пособиях по химии не всегда однозначно указываются валентные числа атомов элементов из-за трудности всей проблемы химической связи в целом. В настоящем посрбии авторы пользуются как понятием валентность , так и окислительное число . Под валентностью элемента подразумевается число одиночных электронов, которые атом выделил для образования химических связей. Азот в NH, трехвалентен, но в HNO3 не пятивалентен, так как атом азота не имеет пяти одиночных электронов (см. стр. 213). В молекуле Nj азот трехвалентен (а не нульвалентен), так как каждый из атомов азота выделил по три электрона для создания трех связующих электронных пар. Углерод во всех < лучаях четырехвалентен, кислород двухвалентен. Для интерметаллических соединений обычное понятие валентности неприменимо и этот вопрос в практикуме не рассматривается. Валентность указывается без знака плюс или минус. [c.68]

По правилу Юм-Розери, интерметаллические соединения образуются преимущественно при таких количествах компонентов, при которых отношение общего числа валентных электронов решетки к общему числу атомов равно не целому числу, а дробям /2, /гз и /4. Так, у Си Зп число валентных электронов 5x1 + 1x4 = 9, число же атомов 6, отношение /3 у СидА14 число электронов 9x1 +4x3 = 21, атомов 13, отношение /13 и т.д. Но есть и исключения из этого правила, например СизР1, СиР1 и др. [c.224]

Когда оба компонента бинарного соединения располагаются слева от границы Цинтля ив системе существует дефицит валентных электронов, доминирующей является металлическая связь. При этом возникают интерметаллические соединения с плотноупакован-ными кристаллическими структурами, обладающие металлидными свойствами. Формальные стехиометрические соотношения при этом не соблюдаются в силу ненаправлениости и ненасыщенности металлической связи, а также коллективного электронно-атомного взаимодействия из-за дефицита валентных электронов. Формульный состав этих соединений определяется размерным фактором и электронной концентрацией. В этом случае правило октета не выполняется, а разнообразие состава при сохранении плотной упаковки атомов в кристаллических структурах приводит к существованию соединений Курнакова АзВ, АВ, АВз, фаз Лавеса АВа, электронных соединений Юм-Розери и т. п. Таким образом, на основании положения компонентов бинарных соединений в периодической системе можно предвидеть характер химической связи, а следовательно, особенности кристаллохимического строения и свойства этих соединений. [c.55]

Необычный состав большинства интерметаллических соединений определяется не только делокализацией электронов, по и наличием анион-анионных и катион-катионных связей, в то время как в солеобразных соединениях, отвечающих правилу формальной валентности, существуют только катион-анионньк связи. Соединения Курнакова в структурном отношении не отличаются от компонентов я лишь упорядочение придает им качествен 1ую особенность. Именно поэтому они одновременно представляют собой [c.382]

Устойчивость интерметаллических фаз зависит от электронной структуры металлов и связана с электронной концентрацией е а — отношением числа валентных электронов к числу атомов в соединении или элементарной ячейке. По мере увеличения е а и достижения определенного значения образуется новая фаза с другой структурой и устойчивая в данном интервале электронных концентраций. Юм Розери установил, что такие фазы возникают при е/а 1,5, 1,62 и 1,75, что подтверждено на большом числе двойных систем. Для фаз Лавеса идеальное отношение размеров атомов равно 1,225, а структура зависит от е а. При е а = 1,3 -ь 1,7 образуются фазы с кубической решеткой — TiBe2, TiFea и др. при е а = 1,8 ч- 2,0 образуется фаза с гексагональной решеткой — TiMria- [c.239]

Существование большой группы интерметаллических соединений разнообразного качественного и количественного состава, но сходных по физико-химической природе, обусловлено влиянием фактора электронной концентрации. Все эти фазы обладают металлическим характером и кристаллизуются в структурах трех типов / -латуни (ОЦК), 7-латуни (сложная кубическая струк гура с 52 атомами в элементарной ячейке) и е-латуни (ГПУ). Тип кристаллической структуры опре-д( ляется не свойствами взаимодействующих компонентов, а так называемой формальной электронной концентрацией (ФЭК), т.е. отношением общего числа валентных электронов (соответствующих номеру группы) к числу взаимодействующих атомов в формульной единице. Эти фазы называются электронными соединениями Юм-Розери. Обычно электронные соединения образуются в системах, содержащих, с одной стороны, элементы 1В- и УП1В-групп, а с другой — металлы ПВ-, П1А-И 1УА-групп. Эти соединения не подчиняются классическим прави.лам валентности, и их состав определяется лишь формальной электронной концентрацией. Трем видам электронных соединений соответствует определенная формальная электронная концентрация. Так, для ОЦК-структуры /3-латуни ФЭК = = 21/14 = 3/2 (числитель — общее число валентных электронов, знаменатель — число атомов в формульной единице соединения). Сложная структура 7-латуни определяется величиной ФЭК, равной 21/13, а структуре е-латуни (ГПУ) отвечает ФЭК = 21/12 = 7/4. Примеры типичных электронных соединений в различных системах приведены в табл. 20. Обращает на себя внимание существенно различный состав соединений Юм-Розери, кристаллизующихся в одинаковом [c.219]

Совершенно ясно, что формулы интерметаллических соединений, например Ag5Sг, не соответствуют обычно принятым валентностям данных элементов. Соединения, подобные Ag5Sr, можно описать, Указав, что атом стронция использует два своих валентных электрона для образования связей с атомами серебра, которые его окружают, а атомы серебра в этом случае используют свои оставшиеся электроны для образования связей с другими атомами серебра. Валентная теория структуры и свойств интерметаллических соединений, а также сплавов вообще разрабатывается довольно успешно, однако эта область химии все еще находится на довольно примитивном уровне...... [c.503]

Покажите, что интерметаллические соединения Си52п8, СЦдАЦ и Ре52п21 характеризуются одинаковым отношением суммарного числа валентных электронов к числу атомов (валентность железа в указанном соединении равна нулю). [c.401]

При определенных условиях в сплавах могут образовываться интерметаллические соединения (например, МагСз). Это происходит чаще всего у тех элементов, свойства которых, в частности удельные объемы и электрохимические характеристики, наиболее сильно различаются. Состав интерметаллических соединений не определяется обычной валентностью металлов (например, у КЬСс1 з). Здесь нет места образованию устойчивых групп электронов, вследствие чего в интерметаллических соединениях элементы не утрачивают своих металлических свойств, а только несколько изменяют их, обусловливая тем самым появление сингулярных точек на изотермах свойств [58]. Учитывая, что интерметаллические соединения к тому же имеют отличную от исходных металлов кристаллическую структуру, следует считать их одной из низших форм чисто химических соединений [59]. [c.80]

Все перечисленные выше промежуточные фазы имеют специфиче ское для них зонное строение и характеризуются следующими электронными концентрациями Р-фаза 3 2= 1,5 -фаза 21 13 = 1,62 и е-фаза 7 4= 1,75. При подсчете электронной концентрации надо иметь в виду, что в разных соединениях один и тот же элемент может иметь различную валентность. Так, например, элементы УШ-а подгруппы в интерметаллических соединениях обычно имеют валентность, равную нулю, но в некоторых соединениях они одновалентны (в ВеСо, N13811 и др.) и даже двухвалентны. [c.314]

Направления дальнейших исследований. Обширный класс интерметаллических соединений, особенно очень стабильных Бруеровских соединений, представляет интерес для широкого применения в катализе, особенно в области получения синтетического топлива. Так, появляется возможность приготовления нанесенных интерметаллов, которые имеют необычно высокую термическую и химическую стойкость, комбинацией металлов группы УП1 с титаном, стронцием, гафнием, ванадием, ниобием, таллием, хромом, молибденом и вольфрамом. Из-за очень сильных взаимодействий, возникающих при образовании данных соединений, ожидается, что спекание будет существенно уменьшено. Такие сильные взаимодействия, по-видимому, модифицируют электронные и каталитические свойства металла группы УП1. В некоторых случаях это может приводить к ухудшению каталитических свойств. Например, для 2гР1з интенсивное изъятие электронов атомами циркония делает платину заметно истощенной по электронам, а поэтому менее металлической, чем платина нулевой валентности. Такое чрезмерное взаимодействие можно уменьшить или регулировать использованием в качестве второго элемента металла, расположенного -справа или слева от циркония (например, молибдена). [c.139]

Фогтом [42] рассматриваются магнетизм и химическая связь в интерметаллических фазах, обусловленная электронами, которые принадлежат многим-атомам. Эти связывающие электроны, как и электроны, обусловливающие проводимость, принадлежат всему количеству атомов в металле, а не определенной-паре находящихся по соседству атомов, как при гомеополярной валентной связи. С точки зрения этой концепции химическую связь можно оценивать числом валентных электронов, приходящихся на I атом. В то время как ряд реакций вызывается ионными реагентами (катализаторами) и поэтому их можно приписать ионизации ковалентных связей, имеется другая группа реагентов с нечетным числом валентных электронов. Квантованная энергия спина нечетного электрона сообщает атому определенный магнитный момент, который можно измерять методом Герла а и Стерна [10] он определен для водородного атома, окиси азота и азота [14]. Льюис [24] установил, что все соединения, молекулы которых содержат непарное число электронов, должны быть парамагнитны. Напротив, атомы или молекулы, содержащие четное число электронов, обычно не имеют магнитного момента, так как их электроны объединены в группы, содержащие равные количества электронов со спинами противоположных знаков. [c.569]

Значительно чаще приходится иметь дело с интерметаллическими соединениями типа так называемых промежуточных фаз [3]. Среди них различают электронные соединения, состав и свойства которых связаны с определенным отношением числа валентных электронов к числу атомов (фазы Юм-Розери) фазы Лавеса, возникающие в сплавах состава АВа, в которых отношение атомного радиуса металла А к радиусу атома металла В равно 1,2 надструк-туры и т. п. [c.217]

Совершенно ясно, что формулы интерметаллических соединений, таких, как Ag4Sг, не соответствуют обычно принятым валентностям данных элементов. Соединения, подобные Ag4Sr, можно описать, указав, что атом стронция использует два своих валентных электрона для образования связей с атомами серебра, которые его окружают, а атомы серебра в этом случае используют свои оставшиеся валентные электроны для образования связей с другими атомами серебра. [c.415]

Предельная электронная концентрация способна характеризовать каждое интерметаллическое соединение с определенной структурой, но вычисление этих электронных концентраций осложнено непостоянством вклада электронов в электронный газ переходными металлами, переменным характером их валентных состояний и иногда неоднозначностью конфигураций зон Бриллюэна из-за близости ретикулярных плотностей заполнения плоскостей с разными индексами или несовпадения геометрически и физически плотнейших сеток. Принято считать при вычислении электронных концентраций в первой зоне Бриллюэна валентности металлов VIII группы равными нулю или (реже) единице. При вычислении электронных концентраций в больших зонах, включающих и -электроны, можно пользоваться оценками условной -валентности, приведенными в табл. 3.1. [c.87]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология