Нитрид бора связь и электронная структура

Такие тетраэдры могут образоваться не только из одинаковых атомов. Так, у нитрида бора ВМ одна из модификаций (боразон) имеет структуру типа алмаза, но в узлах кристаллической решетки чередуются атомы бора и азота. Тетраэдрическое окружение атомов бора и азота подразумевает образование одной из четырех связей по донорно-акцепторному механизму атом бора предоставляет свободную орбиталь, атом азота — неподеленную пару электронов. [c.131]

Выше указывалось (стр. 327), что в кристалле 2п8, сходном по структуре с алмазом, действуют как ковалентные, так и ионные силы. Нитрид бора ВЫ аналогично графиту имеет слоистую решётку (I), причем а-связям свойствен частично ковалентный, частично ионный характер, как и в кристалле 2п8. Отличие от последнего заключается в том, что в ВЫ гибридизация скорее тригональная чем тетраэдрическая зр . Так же как и в графите, п-электроны кристалла ВЫ занимают МО типа двойных баллонов , простирающихся на всю плоскость слоя. Здесь мы опять имеем твердое тело, промежуточное между типами 2, 3 и 4 (раздел 11.1). [c.330]

Совместное рассмотрение характеристик карбидов и нитридов оправдано подобием их структур и свойств. Среди всех соединений, образуемых атомами переходных металлов и легких элементов (Н, 13, С, N и О), только карбиды и нитриды имеют близкие по типам кристаллические структуры, фазовые соотношения, типы связи, электрические и магнитные свойства. Такая близость между карбидами и нитридами переходных металлов легко объясняется подобием их электронной структуры, размеров и электроотрицательностей атомов углерода и азота. Этого не наблюдается в случае боридов переходных металлов, для которых характерны атомные связи бор—бор, на что указывает сближенное расположение атомов бора в их кристаллической структуре. [c.10]

Особенности электронного строения атома бора и его большой размер (радиус атома бора 0,088 нм) по сравнению с атомами азота (0,070 нм) и углерода (0,077 нм) делают характерным для боридов в отличие от нитридов и карбидов наличие в структуре непосредственных связей между атомами бора. Это отличает их от типичных фаз внедрения, причем различные комбинации зр - и 5р2-гидридных орбиталей атома бора обусловливают большое многообразие структур, образуемых боридами. [c.41]

Существенные различия между графитом и нитридом бора можно объяснить их различной электронной структурой. Между основными кристаллографическими плоскостями решетки графита имеется очень активное электронное облако. В вакууме наличие свободных электронов повышает прочность связи между плоскостями в присутствии же некоторых газов, молекулы которых взаимодействуют с я-электронами, связь между смежными плоскостями в кристаллах графита ослабевает. В нитриде бора свободных электронов нет, поэтому реакция между бором и кислородом возможна только при высоких температурах. В нитриде бора все электроны, за исключением -электронной пары азота, расходуются на усиление связей между кристаллическими плоскостями. Остаточные электронные пары усиливают связь между ними. Однако согласна Роуэ [3], азот может образовывать органические комплексы, которые разрывают связи между указанными парами электронов. При этом между плоскостями будут действовать лишь слабые силы связи Ван-дер-Ваальса. [c.143]

Другая модификация нитрида бора имеет кубическую алмазоподобную структуру. В ней атомы бора и азота находятся в р -гибридном состоянии. При к.ч. 4 три связи образованы по обменному механизму, а одна — по донорно-акцепторному, причем атом бора является акцептором электронной пары, а атом азота — донором. Алмазоподобная форма нитрида бора называется боразоном или эльбо-ром. В условиях высокой температуры и давления эльбор можно получить из белого графита подобно тому, как алмаз получается из черного графита [c.329]

Расчеты по методу Парра — Попла [30] показывают, что параметры, основанные на модели В —Ы+, указывают на распределение 0,045 я-электрона на боре и 1,955 я-электрона на азоте. Но это находится в явном противоречии с экспериментальными данными. Например, константы квадрупольного взаимодействия гексагонального нитрида бора указывают на переход в этой планарной системе тригональных связей 0,45 е к бору от соседних атомов азота [152]. Эта величина находится в прекрасном соответствии с данными расчетов но методу ЛКАО-МО, основанных на нейтральной боразиновой молекуле. Следовательно, структуру боразина можно представить в виде следующих формул [c.168]

Нитрид алюминия относится к алмазоподобным соединениям типа А В . К этому же классу соединений относится и нитрид бора, который в свете вышеприведенного рассмотрения, можно считать аналогом углерода, тогда как нитрид алюминия можно отождествить с кремнием. И действительно, нитрид бора имеет две модификации — гексагональный нитрид бора со структурой типа графита и боразон со структурой цинковой обманки (электронные конфигурации валентных з р - и хр -электронов соответственно). Нитрид алюминия имеет одну модификацию типа вюртцита с координационным числом 4 и возможной электронной хр -конфигура-цией, которая возникает в результате перехода одного электрона азота к алюминию, что приводит к значительной поляризации связи [1]. Гетеродесмический характер этого соединения обусловливает высокую жесткость решетки, что определяет высокие значения модуля нормальной упругости, характеристической температуры и фононной составляющей теплопроводности, а также малое значение коэффициента термического расширения. [c.170]

В структуре нитрида бора BN также присутствуют шестиугольники, B3N3. Эти шестиугольники образуют бесконечную плоскость (10) как в графите (см. с. 155) связь В—N равна 145 пм. Остов из а-связей может быть описан с помощью гибридных sp -орбита-лей атомов азота и бора. Остальные электроны каждого атома находятся на Pz-орбиталях, взаимное перекрывание которых приводит к образованию я-связей, охватывающих всю плоскость. Вероятно, слои расположены таким образом, что атомд>1 В одного слоя находятся непосредственно над атомами N слоя, расположенного ниже. [c.150]

По третьему методу получения полимеров В — N была предпринята попытка соединить циклы боразола без изменения их с образованием линейных молекул с соответствующими гибкими связями между циклами, чтобы обеспечить нужные свойства. Гексагональная форма нитрида бора является примером циклической системы В — К, в которой поперечные связи так прочны, что материал не обладает гибкостью, эластичностью и способностью к обработке, т. е. свойствами, которые характерны для полимера . Интересно отметить, что структура гексагонального нитрида бора существенно отличается от структуры графита. Локализация электронов атомов азота в гексагональном нитриде бора приводит к другому способу упаковки слоев атомы бора одного слоя находятся над атомами азота другого слоя. В связи с этим нитрид бора этой формы является плохим проводником электричества, хотя и обладает другими полезными свойствами. Одним из этих свойств является переход его в кубическую форму при 1800° и 85 ООО ат. Алмазоподобный нитрид бора, полученный таким способом, превосходит по механической прочности алмаз, окисляется на воздухе только с поверхности при температуре до 2000° и является хорошим диэлектриком [103]. Свойства гексагонального нитрида бора свидетельствуют о том, что главная проблема-соединения боразольных колец между собою заключается в том, чтобы препятствовать образованию поперечных связей. Некоторые экспериментальные решения этой проблемы приводятся ниже. [c.131]

И В силицидах) и металлизации связи путем заполнения -уровней металла электронами, отщепляемыми от неметалла, не происходит. Исследование тонкой структуры рентгеновского isT-спектра поглощения показало, что в этих соединениях в валентное взаимодействие вступают S- и р-электроны металла и неметалла. Таким образом, каталитическую активность карбидов, нитридов и силицидов разных Металлов, по-видимому, правильнее сопоставлять с числом -электронов в ионе металла, лишенном двух s-электронов. В полученных данных обращает на себя внимание высокая активность соединений металлов VI группы (Сг, Мо, W) в особенности соединений Сг, кроме его боридов. Напротив, в боридах, согласно работам [410, 411J, вакантные -уровни частично статистически заполняются электронами неметалла — бором, вследствие более низкого его ионизационного по- тенциала. Заполненность -уровней электронами, таким образом, препят- [c.126]

В последние годы, в связи с тем, что в современной технике используются химически активные и тугоплавкие металлы высокой чистоты, возникает потребность в специальных высокоогнеупорных материалах. К числу таких материалов с т. пл. 2000° и выше относятся бориды, а наряду с ними карбиды, нитриды, силициды и некоторые сульфиды переходных металлов П1 (лан-таниды), IV, V и VI групп периодической системы элементов. Эти материалы обычно применялись как режущие инструменты, но в будущем, в виду своей тугоплавкости, они должны найти применение для изготовления деталей, работающих при высоких температурах в газовых турбинах, атомных реакторах, ракетах и т. д. [770]. В группе боридов металлов наибольший практический интерес представляют соединения типа МеВг, структура которых весьма сложна [770]. Мьюттертис [831] полагает, что причина неспособности некоторых металлов к образованию боридов лежит в электронном строении последних. Рассматривая электронное строение боридов МеВе, Лонге-Хиггинс и Робертс [832] показали, что решетка их отличается большой прочностью и энергия связей В—В между октаэдрами и внутри октаэдров В в примерно одинакова. Бориды металлов можно получить восстановлением химически чистых окислов смесью твердого углерода и бора по реакции [c.430]

Для Б. характерно наложение нескольких типов химич. связи. Существование металлич. электро- и теплонроводности у Б. показывает, что в химич. связи между атомами металла и бора принимает участие электронный коллектив в наибольшей степени это характерно для струк-гур 4-го и 5-го типов. Этим обстоятельством обусловливаются такие практически важные свойства, как высокая электропроводность гексаборидов, малая работа выхода электронов при термоэмиссии, способность к автоэлектронной (холодной) эмиссии электропов. В Б. переходных металлов происходит обобществление не только валентпых, но и внутренних электронов достраивающегося -уровня атомов этих металлов. Это проявляется в прочной межатомной связи, высоких темн-рах плавления, твердости, химич. устойчивости, жаропрочности и жаростойкости этих Б. Среди них известно большое число фаз с узкими областями гомогенности. Эти боридпые фазы являются переходными между интер-металлич. (электронными) фазами со строго определенными составами и фазами внедрения (карбиды, нитриды), имеющими широкие области гомогенности. В табл. приведены составы, структуры и нек-рые свойства В. переходных металлов. [c.228]