Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Переходные металлы кристаллическая структура

    К соединениям типа МВ.2 относятся бориды большинства переходных металлов. Кристаллическая структура этих боридов принадлежит к типу АШд. Как показано на рис. 13, атомы бора образуют слоистые гексагональные сетки типа графита. Каждый атом [c.28]

    Согласно этой теории, катализ происходит только при структурном и энергетическом соответствии катализируемых молекул данному катализатору. Теорией Баландина было предсказано, что реакции каталитического гидрирования бензола и дегидрирования циклогексана могут идти только на переходных металлах, имеющих гранецентрированную кубическую структуру или гексагональную структуру и притом атомные радиусы строго определенных размеров. При этих условиях шестичленные циклы образуют на октаэдрических гранях кристаллов металла шесть связей М— — С — С, валентный угол которых близок тетраэдрическому углу. Данным условиям удовлетворяют палладий, платина, иридий, родий, осмий и все они являются активными катализаторами гидрирования бензола и дегидрирования циклогексана. В то же время металлы, обладающие объемноцентрированной структурой, например тантал, вольфрам, даже при почти таких же размерах их атомных радиусов, как у платиновых металлов, а также металлы, имеющие такую же кристаллическую структуру, как платина, но иные размеры атомных радиусов, в частности серебро, золото, или не относящиеся к переходным элементам — медь, цинк,—все эти металлы не проявляют каталитической активности в вышеуказанных реакциях. Таким образом, структура поверхностных соединений бензола и циклогексана с платиновыми металлами была описана и доказана. Мало того, было, в сущности, установлено, что в условиях катализа подобные соединения легко и притом в точности воспроизводятся. Иначе катализ был бы невозможен. [c.59]


    Допустим, что ион переходного металла расположен в кристаллической решетке, где он контактирует только с двумя соседними анионами, расположенными на одной оси с катионом по обе стороны от него. Постройте диаграмму расщепления энергетических уровней -орбиталей в кристаллическом поле с такой структурой. Укажите, сколько неспаренных электронов должно быть у иона металла с шестью -электронами, если рассматриваемые лиганды относятся к лигандам сильного поля. [c.405]

    Применение методов магнитной восприимчивости в совокупности с данными по электронным спектрам поглощения может оказаться плодотворным для установления структур комплексных соединений. Так, согласно теории кристаллического поля низкоспиновые и высокоспиновые комплексы ионов переходных металлов [c.198]

    Роль РЗЭ в таких интерметаллидах сводится к изменению кристаллической структуры переходных металлов, таких как железо, кобальт, никель и др. Последние, как известно, не способны в сколько-нибудь значительной степени взаимодействовать с молекулярным водородом и образовывать гидриды (говорят о так называемом гидрид-ном пробеле в периодической системе [2]). Однако введение РЗЭ в решетку переходного металла делает ее менее прочной, более подвижной, растягивающейся и в связи с этим способной поглощать водород. [c.72]

    Особое место среди химических веществ занимают так называемые координационные (или комплексные) соединения. Хотя структура, составляющая основу координационного соединения, может сохраняться и при его растворении, главный интерес для теоретических исследований представляют кристаллические состояния комплексов. Для координационных соединений характерно наличие центрального иона, окруженного несколькими ионами или молекулами. Ионы или молекулы окружения называются лигандами, к число их — координационным числом. Центром комплекса является переходный металл, а координационное число чаще всего равно шести.  [c.173]

    Теорию кристаллического поля удобнее рассмотреть на примере комплексных соединений ионов переходных металлов. В теории кристаллического поля учитывается только чисто электростатическое взаимодействие соответствующих -орбиталей переходного металла с окружающими его лигандами. Последние считаются источником внешнего электрического поля без учета структуры их электронных орбиталей. Не учитывается также возможное взаимодействие -орбиталей металла с электронными орбиталями лигандов с образованием химических связей. По существу, в теории кристаллического поля учитывается поведение -электронов металла во [c.155]


    Таким образом, граница между металлами и неметаллами не совпадает с границей Цинтля, а проходит по диагонали в общем направлении от бериллия к астату между элементами В — А1, 51 — Се, Аз — 8Ь, Те — Ро. Обоснованность диагональной границы между металлами и неметаллами наглядно проявляется в 18- и 32-Клеточной формах таблицы Менделеева, в которых элементы В-групп (переходные металлы), а также лантаноиды и актиниды естественным образом располагаются слева от этой границы. Все и /-элементы в виде простых веществ образуют плотноупакованные кристаллические структуры с доминирующим металлическим типом связи, хотя здесь проявляется и ковалентный вклад, обусловленный наличием дефектных внутренних электронных орбиталей. [c.243]

    Уменьшение молярного объема до середины малого периода, несмотря на монотонное возрастание молярной массы, обусловлено более резким возрастанием плотности. Действительно, в IA — ША-группах располагаются металлы, обладающие плотноупакованными структурами. Вследствие уменьшения атомных радиусов по периоду слева направо наблюдается уменьшение межатомных расстояний, что в совокупности с увеличением атомной массы и приводит к возрастанию плотности, а следовательно, к уменьшению молярного объема. У простых веществ второй половины малых периодов начиная с IVA-группы в соответствии с правилом 8—N реализуются "рыхлые" структуры с малыми координационными числами, что и приводит к резкому уменьшению плотности, несмотря на возрастание атомной массы. Поэтому молярные объемы во второй половине периода возрастают. Следуя этой закономерности, можно было бы ожидать, что наибольшими молярными объемами в пределах каждого периода должны обладать благородные газы (в кристаллическом состоянии). Однако вследствие образования плотноупакованных структур (хотя и обусловленных силами Ван-дер-Ваальса) плотность их кристаллов оказывается несколько выше ожидаемой, что и приводит к некоторому уменьшению молярного объема. У переходных -металлов с близкими по характеру упаковки кристаллическими структурами в пределах одного периода [c.245]

    Проблема создания материалов с особыми механическими, физическими, химическими свойствами не может быть решена без изучения взаимодействия между элементами, в частности, между переходными металлами, которые являются основными компонентами современных материалов. Большой интерес представляет способность металлов образовывать при взаимодействии соединения — металлиды, которые образуют особый класс неорганических соединений. Они обладают различными, часто очень сложными, кристаллическими структурами, различными типами химической связи [c.167]

    После хрома такого повышения прочности связи не наблюдается. Вместо этого прочность, твердость и другие свойства переходных металлов остаются по существу постоянными для пяти элементов — хрома, марганца, железа, кобальта и никеля такое положение вполне согласуется с небольшим изменением их условной идеальной плотности,, показанным на рис. 17.3. (Низкое значение для марганца связано с необычной кристаллической структурой этого металла подобной структуры не имеет ни один другой элемент.) Таким образом, можно сделать вывод, что металлическая валентность более не возрастает, а остается для этих элементов равной шести. Затем после никеля металлическая валентность вновь уменьшается в последовательности медь, цинк, галлий и германий, как это показывает быстрое уменьшение идеальной плотности (см. рис. 17.3) и соответствующее снижение значений твердости, температуры плавления и других свойств. [c.494]

    Экспериментально структурные и спектральные проявления эффектов Яна-Теллера наблюдаются для некоторых молекулярных кристаллов и кристаллов комплексов переходных металлов. С ними связывают особенности ряда кристаллических структур (например, [c.457]

    Среди них наиболее широко применяются кондуктометрические полупроводниковые сенсоры на основе оксидов переходных металлов. Принцип действия полупроводниковых сенсоров оксидного типа основан на изменении состояния поверхностной структуры полупроводника вследствие адсорбции газа на его поверхности. Электроны адсорбированных молекул газа взаимодействуют с электронами и дырками в кристаллической решетке, что приводит к изменению поверхностного заряда. При этом общее число поверхностных состояний, которые вносят вклад в формирование поверхностного заряда, зависит от состава и парциального давления компонентов газовой среды, окружающей полупроводник. Изменение поверхностного заряда вызывает изменение сопротивления полупроводника, которое легко измерить. [c.559]

    Координационными или комплексными называют соединения, содержащие центральный атом или ион и группу молекул или ионов, его окружающих и связанных с ним (лигандов). Число лигандов, связанных с центральным атомом (ионом), называют координационным числом иона. Оно зависит как от электронной структуры, так и от соотношения между радиусами центрального атома (иона) и лигандов. Координационное число центрального атома (иона) обычно превышает его валентность, понимаемую как формальный положительный заряд на атоме. Высокая устойчивость многих комплексных соединений указываает, что химическая связь в них не отличается по своей природе от химической связи в обычных ионных или ковалентных соединениях. В большинстве координационных соединений центром является ион переходного металла (Т , Со , Сг " и др.), а лигандами — ионы или полярные молекулы (обладающие к тому же неподеленной парой электронов.) Именно поэтому электростатические представления легли в основу теории комплексных соединений, так называемой теории кристаллического поля, учитывающей также квантовомеханические особенности строения электронной оболочки центрального иона (Бете, Ван Флек). [c.120]


    В книге прослеживается связь между традиционными ионными подходами и теорией псевдопотенциала. Рассмотрены способы построения кристаллического потенциала взаимодействия электрона с атомом в кристалле, принятые в обоих подходах. Обсуждены переходные металлы. Особое внимание уделено построению секуляр-ных уравнений для расчета зонной структуры типа уравнения ККР и их связи с теорией псевдопотенциала. Рассмотрено применение метода нсевдонотенциала в теории дефектов кристаллической решетки и в проблеме устойчпвост структур металлов и сплавов. [c.256]

    Галидами называют соединения галогенов с металлами и неметаллами, в которых степень окисления галогенов равна —1. Тип химической связи, структура и свойства галидов зависят от химической природы как галогена, так и элемента, непосредственно с ним соединенного. Галиды щелочных металлов (за исключением — Г), щелочноземельных металлов (за исключением Ве — Г), большинства лантаноидов и некоторых актиноидов относятся к ионным соединениям. В галидах неметаллов и переходные металлов смешанные ионноковалентные связи. Галиды щелочных и щелочноземельных металлов — кристаллические вещества, не подвергающие-" ся гидролизу, так как представляют собой соли сильных кислот и сильных оснований. Галиды получают непосредственным д взаимодействием галогенов с металлом. [c.242]

    Очень важная область ирименения редкоземельных металлов — получение аккумуляторов водорода на основе интерметаллидов, в состав которых входят переходные металлы и РЗЭ. Примером может служить интерметаллид ЬаН15 и др. Замечательным свойством таких сплавов является их способность в мягких условиях взаимодействовать с водородом, а потом при незначительном нагревании отдавать водород. Установлено, что такого рода сплавы могут поглотить количество водорода в 1,5—2 раза большее, чем его содержится в таком же объеме жидкого или твердого водорода. По-видимому, молекулярная структура твердого водорода является настолько рыхлой, что включение атомарного водорода в пустоты кристаллической структуры упомянутых интерметаллидов позволяет получить более плотный (по водороду) материал. Аккумуляторы водорода на основе интерметаллидов, содержащих РЗЭ, успешно прошли испытания при создании водо-род-кислородных топливных элементов, в свою очередь успешно применяемых вместо современных двигателей внутреннего сгорания, ко- [c.71]

    Уменьшение молярного объема до середины малого периода, несмотря на монотонное возрастание молярной массы, обусловлено более резким возрастанием плотности. Действительно, в 1А—И1А-группах располагаются металлы, обладаюш,ие плотноупакованны-ми структурами. Вследствие уменьшения атомных радиусов по периоду слева направо наблюдается уменьшение межатомных расстояний, что в совокупности с увеличением атомной массы и приводит к возрастанию плотности, а следовательно, к уменьшению молярных объемов. У простых вепдеств второй половины малых периодов, начиная с 1УА-группы, в соответствии с правилом 8—N реализуются рыхлые структуры с малыми координационными числами, что и приводит к резкому у.меньшению плотности несмотря на возрастание атомной массы. Поэтому молярные объемы во второй половине периода возрастают. Следуя этой закономерности, можно было бы ожидать, что наибольшими молярными объемами в пределах каждого периода должны обладать благородные газы (в кристаллическом состоянии). Однако вследствие образования плот-ноупакованных структур (хотя и обусловленных силами Ван-дер-Ваальса) плотность их кристаллов оказывается несколько выше ожидаемой, что и приводит к некоторому уменьшению молярного объема. У переходных -металлов с близкими по характеру упаковки кристаллическими структурами в пределах одного периода плотность варьирует в сравнительно небольших пределах с общей тенденцией увеличения от начала вставных декад к элементам УИ1В-группы (триады). С учетом монотонного возрастания атомных масс это приводит к относительному постоянству молярного объема. В ряду лантаноидов наблюдается монотонное уменьшение молярного объема, обусловленное возрастанием плотности вследствие уменьшения межатомных расстояний в кристаллах за счет лантаноидной контракции. [c.34]

    Явно выраженная периодичность характерна для энтальпий атомизации простых веществ (рнс. 6). Для элементов малых периодов кривая зависимости энтальпии атомизации от атомного номера нроходит через четко выраженный максимум, приходящийся на элементы IУА-группы (Сал , 31). Это обусловлено, с одной стороны, упрочнением связей в кристаллах по мере увеличения числа валентных электронов от одного до четырех, а с другой — уменьшением прочности кристаллической решетки за счет уменьшения координационного числа ковалентных структур по правилу 8—N после 1УА-группы. Минимумы на кривой соответствуют кристаллам благородных газов, образованным за счет слабых сил межмолекулярного взаимодействия. В больших периодах для 5- и р-элементов (главные подгруппы) эта закономерность также просматривается. Однако на нее накладывается изменение энтальпий в рядах переходных металлов. При этом для металлов первой вставной декады, обладающих кайносимметричными Зй-электронами, наблюдается четко выраженная внутренняя периодичность, обусловленная осо- [c.34]

    Различия между простыми и переходными металлами проявляются и в отношении электронной концентрации. Электронная концентрация представляет собой общее количество валентных электронов на один атом. Причем часть этих электронов обобществляется с образованием металлической связи, а некоторая их доля может участвовать в образовании ковалентной. Поэтому понятия электронной концентрации и концентрации электронов проводимости не всегда совпадают. У щелочных и щелочноземельных металлов валентные электроны полностью отданы в коллективное пользование. Поэтому ковалентная составляющая связи как в твердых, так и в л<идких металлах практически отс утствует. У переходных элементов общее число валентных электронов возрастает, но количество электронов, участвующих в образовании металлической связи, колеблется в тех же пределах (в среднем 1—2 электрона на атом). Это и определяет подобие кристаллических структур зр-металлов и -элементов (характерные для металлов плотные упаковки). Однако прочность связи в кристаллах -элементов значительно выше за счет усиления ковалентного взаимодействия, обусловленного возникновением — -связей. Возможность образования этих локализованных связей определяется дефектностью электронной оболочки, наличием вакантных -состояний у переходных [c.371]

    Однако это условие не может считаться достаточным для объяснения накопленных фактов. Например, металлы с sp-валентными электронами (РЬ, Sn и др.) не дают таких структур, какие характерны для переходных металлов. Затем, несмотря на то, что радиус, например, Та в объемно-центрированной кубической решетке достаточно велик по сравнению с радиусом атома С, чтобы последний мог войти в пустоты решетки тантала, углерод почти не растворяется в объемно-центрированной решетке тантала. Очевидно, устойчивость подобных веществ определяется более сложно, а не просто отношением радиусов атомов. Среди карбидов, нитридов, гидридов есть не только твердые растворы, но и химические соединения переменного состава. Например, по результатам работ Б. Ф. Ормонта и сотрудников тот же углерод с танталом образует различные химические соединения переменного состава. Одно из таких соединений имеет область гомогенности при составе, изменяющемся от ТаСо за до ТаС о,во- Решетка этой Р-фазы отлична от индивидуальных решеток углерода и тантала и представляет собой гексагональную решетку, состоящую из атомов Та, октаэдрические пустоты которой статистически заняты атомами С. Другая, так называемая -f-фаза, представляет собой химическое соединение изменяющегося состава в пределах области гомогенности от Ta o jg до ТаС. Кристаллическая решетка в этом случае состоит из атомов Та с элементарной ячейкой гранецентрированного куба, в октаэдрических пустотах которой находятся атомы С. Когда эти пустоты заполняются полностью атомами С, то решетка превращается в решетку типа Na l (ТаС). Такую же решетку имеет монокарбид титана Ti . В ней может изменяться состав в пределах области гомогенности до Ti g в-Твердость, температура плавления, термодинамические свойства, плотность, периоды решетки и другие свойства этих важнейших жаростойких материалов зависят от состава фаз и изменяются с изменением числа атомов С в решетке. [c.144]

    Близки к жидкостям стекла. Б последнее время большое практическое значение приобрели так называемые металлические стекла (аморфные металлы). При очень быстром охлаждении (со скоростью до 10 К/с) некоторые расплавы затвердевают, закаливаются, не успевая образовать кристаллическую решетку. Такие быстрые охлаждения достигаются, например, при попадании струн расплава па вращающийся диск, с которого одновременно вытягивается лента твердого аморфного металла. Такой эффект дают расплавы плохо растворимых в твердом состоянии компонентов, обладающие различной структурой и валентностью. Часто в качестве одного из компонентов берутся переходные металлы, поливалентные, редкоземельные и благорйдныё Металлы (например, Ре8 В2о, С гоСозо, Ре75Р 5Сю и др.). [c.377]

    Физические и химические свойства бора. Наиболее устойчивой кристаллической формой бора является / -ромбоэдрическая. Существ вуют также -ромбоэдрическая и тетрагональная модификации бора. Все эти кристаллические структуры слагаются из икосаэдров (см. рис. 121). Каждый из атомов бора внутри икосаэдра связан с пятью соседями, а атомы в вершинах осуществляют сочленение икосаэдров друг с другом непосредственно или через промежуточные атомы бора. На рис. 136 представлен фрагмент кристаллохимического строения ромбоэдрического бора, в котором икосаэдры связаны между собой мостиковыми атомами бора. В целом кристаллохимия бора необычна и характеризует его как переходный элемент между металлами и неметал.лами. [c.326]

    Анализируя двойные фазы Лавеса, образованные цирконием с переходными металлами V—VIII групп периодической системы элементов, можно обнаружить некоторые закономерности в появлении фаз Лавеса и реализации типа кристаллической структуры (рис. 1). В пределах каждого периода происходит чередование структур от Яа к Ях и снова к Я , причем обнаруживается диагональное смещение металлохимических свойств 3d-пер сходных металлов по сравнению с Ad- и 5 -элементами образование фаз Лавеса в четвертом периоде начинается с V группы (ZrVa), а в пятом и шестом [c.168]

    Для непереходных металлов было показано [37], что областям стабильности фаз Лавеса с кристаллической структурой типа М Си2 отвечают значения электронной концентрации менее 1,8 и более 2,32 эл/атом, при 1,93—2,32 эл/атом стабильна структура типа М 2п2, а при промежуточных значениях электронной концентрации 1,83—1,93 эл атом наблюдается образование фаз со структурой типа MgNi2. Некоторая корреляция между типом кристаллической структуры и электронной концентрацией отмечалась и для фаз Лавеса переходных металлов, однако количественная оценка влияния такого фактора в этом случае очень затруднена [15, 4]. [c.169]

    Чередование фаз Лавеса с различным типом кристаллической структуры в системах 2г — Ме (Ме — переходной металл V— VIII групп периодической системы элементов) также можно рассматривать как влияние изменения электронной концентрации в зависимости от эффективной валентности компонента В (Ме ) при неизменном компоненте А (2г). Чередование Х,2->Я1 Я2 в пределах периода в таком случае должно являться результатом увеличения эффективной валентности переходных металлов с ростом порядкового номера в соответствии с ростом суммы 8 + d электронов, а диагональное смещение кристаллохимических свойств фаз Лавеса следует отнести за счет уменьшения эффективной валентности с увеличением главного квантового числа в группах. [c.169]

    Поскольку кристаллическое строение металлов тесно связано с рядом их важнейших свойств, целесообразно предпослать дальнейшему изложению краткий обзор строения металлов. Чаще всего у металлов встречаются структуры трех следующих типов (рис. 22.1) 1) кубическая плотноупакованная, 2) гексагональная плотноупакованная и 3) объемноцентрированная кубическая. Как показывает приведенная ниже диаграмма, между кристаллическим строением металлов и их положением в периодической системе существует довольно четкая взаимосвязь. Например, все щелочные металлы обладают объемноцентрированной кубической структурой такую же структуру имеет большинство переходных металлов IV, V и VI групп. Металлы VIII и 1Б групп обычно имеют кубическую плотноупакованную структуру, однако некоторые из них, как, впрочем, и другие металлы, могут существовать в нескольких модификациях, отличающихся типом структуры например, железо, помимо кубической плотноупакованной структуры, может обладать объемноцентрированной кубической структурой. На приведенной здесь диаграмме указаны наиболее распространенные типы структуры металлов. [c.388]


Смотреть страницы где упоминается термин Переходные металлы кристаллическая структура: [c.253]    [c.49]    [c.474]    [c.260]    [c.244]    [c.284]    [c.31]    [c.73]    [c.74]    [c.343]    [c.365]    [c.203]    [c.218]    [c.246]    [c.275]    [c.276]    [c.178]    [c.116]    [c.168]    [c.474]    [c.86]    [c.620]   
Неорганическая химия Том 2 (1972) -- [ c.10 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Кристаллическая структура

Металлы Кристаллическая структура

Металлы переходные

Металлы структура



© 2025 chem21.info Реклама на сайте