Переходные плавления

Переходные металлы характеризуются твердостью и высокими температурами плавления и кипения. С повышением порядкового номера в пределах периода размеры атомов обнаруживают общую тенденцию к уменьшению, обусловленную последовательным увеличением заряда ядра. [c.437]

Некоторые физические свойства переходных металлов (температуры плавления и кипения, а также твердость) обусловлены числом имеющихся в их атомах неспаренных -электронов. Эти свойства постепенно усиливаются, достигая максимума в группе Мп, а затем с юза уменьшаются с увеличением порядкового номера элементов. [c.450]

Помимо рассмотренных типов связи, особо выделяют металлическую связь, которая проявляется при взаимодействии атомов элементов, имеющих избыток свободных валентных орбиталей по отношению к числу валентных электронов. При сближении таких атомов, например в результате конденсации пара, электроны приобретают способность свободно перемеш,аться между ядрами в пространстве именно благодаря относительно высокой концентрации свободных орбиталей. В результате этого в решетке металлов возникают свободные электроны (электронный газ), которые непрерывно перемещаются между положительными ионами, электростатически их притягивают и обеспечивают стабильность решетки металлов. Таков механизм образования металлической связи у непереходных металлов. У переходных металлов механизм ее образования несколько усложняется часть валентных электронов оказывается локализованной, осуществляя направленные ковалентные связи между соседними атомами. Поскольку ковалентная связь более прочная, чем металлическая, у переходных металлов температуры плавления и кипения выше, чем у щелочных и щелочноземельных металлов, а также у переходных металлов с электронными оболочками, близкими к завершению. Это наглядно видно при сопоставлении температур плавления и кипения металлов 6-го периода (табл. 10). [c.37]

Кристаллические полимеры могут быть как в неориентированном, так и в ориентированном состоянии. К неориентированным кристаллическим полимерам относятся, например, полиолефины ПЭ и ПП. Для имеющихся в них сферолитов характерны складчатые кристаллиты. При этом сферолиты состоят из отдельных лучей, перпендикулярно которым располагаются складки из макромолекул. Модель такого полимера представляет собой сочетание кристаллической и некристаллической частей, а также областей перехода между ними. Например, у полиэтилена обычно бывает до 10—15% аморфной фазы. После плавления кристаллитов в таком полимере остаются упорядоченные области, играющие роль наполнителя. Таким образом, частично-кристаллический полимер напоминает систему из некристаллического полимера с наполнителем , между которыми имеются переходные слои. Ориентированными кристаллическими полимерами являются полимерные волокна. Для ориентированных полимеров разной степени кристалличности характерно наличие микрофибрилл. [c.23]

Галлий, индий и таллий относятся к главной подгруппе III группы периодической системы элементов (разд. 35.10). В соответствии с номером группы в своих соединениях они проявляют степень окисления -ЬЗ. Возрастание устойчивости низших степеней окисления с ростом атомного номера элемента иллюстрируется на примерах соединений индия(III) (легко восстанавливающихся до металла), а также большей прочности соединений таллия(I) по сравнению с производными таллия(III). Ввиду того что между алюминием и галлием находится скандий — элемент первого переходного периода — вполне можно ожидать, что изменение физических и даже химических свойств этих элементов будет происходить не вполне закономерно. Действительно, обращает на себя внимание очень низкая температура плавления галлия (29,78 °С). Это обусловливает, в частности, его применение в качестве запорной жидкости при измерениях объема газа, а также в качестве теплообменника в ядерных реакторах. Высокая температура кипения (2344°С) позволяет использовать галлий для наполнения высокотемпературных термометров. Свойства галлия и индия часто рассматривают совместно с алюминием. Так, их гидрооксиды растворяются с образованием гидроксокомплексов (опыт I) при более высоких значениях pH, чем остальные М(ОН)з. Гидратированные ионы Мз+ этой [c.590]

Ряд свойств переходных металлов — высокие температуры плавления и кипения, большая энтальпия атомизации, сравнительно малые межъядерные расстояния, высокая твердость — [c.184]

Нитриды переходных металлов IV—V групп — металлоподобные химически устойчивые соединения Для них характерны высокие твердость и температура плавления (TiN, ZrN, HfN) а для некоторых — сверхпроводимость (NbN). [c.258]

Указанные особенности — малое изменение энтропии при плавлении, незначительные колебания в величинах координационных чисел, сохранение в жидкой фазе фрагментов кристаллической решетки и электронного состояния, типичного для твердой фазы, характерны для большинства металлических жидкостей. Переходные металлы обнаруживают некоторые индивидуальные черты. Так, у циркония и гафния исключительно велик температурный интервал, в котором существует жидкая фаза (2500 и 3000 К соответственно). [c.238]

Возникающая при быстрой кристаллизации расплава четкая граница раздела фаз фронт кристаллизации) перемещается от граничного слоя, контактирующего с охлаждающим телом, в глубину расплава, соответственно растет толщина затвердевшего вещества. С увеличением переохлаждения повышается и скорость перемещения фронта кристаллизации (для быстро кристаллизующихся веществ). При охлаждении многокомпонентных расплавов четкая граница раздела фаз отсутствует, возникает некоторая переходная область, в которой находится смесь твердой и жидкой фаз. Образование твердой фазы в частично кристаллизующихся расплавах начинается при охлаждении их ниже температуры плавления. [c.261]

Сильное различие в температурах плавления н кипения следует объяснить различием прочности химической связи между атомами в металлах. Исследования показали, что в чистом виде металлическая связь характерна лишь для щелочных и щелочноземельных металлов. Однако у других металлов, и особенно переходных, часть валентных электронов локализована, т. е. осуществляет ковалентные связи между соседними атомами. А поскольку ковалентная связь прочнее металлической, то у переходных металлов температуры плавления и кипения, как это видно из рис. 5.4, намного выше, чем у щелочных и щелочноземельных металлов. [c.153]

Общие сведения. Цинк, кадмий, ртуть являются последними представителями -переходных элементов в периодах. Это обстоятельство, а также специфика полностью завершенной ( °) орбитали накладывают на химию этих элементов определенные особенности. С одной стороны, они еще похожи на своих предшественников по периоду, с другой — в большей мере, чем другие -элементы, похожи на элементы главной группы (НА). Например, сульфат цинка очень похож на сульфат магния, а его карбонат — на карбонат бериллия. Общими для всех элементов главной и побочной подгрупп второй группы являются близость оптических спектров и сравнительно низкие температуры плавления металлов. С медью, серебром и золотом элементы подгруппы цинка роднит следующее. Как и элементы подгруппы меди, они дают комплексы с МНз, галогенид- и цианид-ионами (особенно 2п и С(1). Из-за сильного эффекта взаимной поляризации их оксиды окрашены, достаточно непрочны. Электрохимические свойства в ряду 2п—Сё—Нд изменяются аналогично их изменению в ряду Си—Ад—Аи. Они легко дают сплавы. [c.555]

Электронное состояние переходных металлов определяет ряд их физических свойств (температуры плавления и кипения, межатомные расстояния, прочность или твердость кристаллической решетки и т. п.). Для металлов 4-го периода прочность решетки возрастает от К, Са и Ti, V, достигает максимума у хрома, затем падает у Мп и вновь несколько растет в ряду Fe -)- o- Ni. При учете распределения с1- и 5-электронов в переходных металлах помимо указанных физических свойств большое значение придается магнитным свойствам. С современной точки зрения магнитные свойства металлов определяются -электронами с неспаренными спинами. Соответствующие магнитные моменты насыщения )J, для металлов 4-го периода имеют значения Сг 0,22 Мп 1,22 Ре 2,22 Со 1,71 N1 0,6(0,66). [c.147]

Теплота сублимации и степень заполнения -орбиталей являются мерой прочности когезионной связи металл — металл. Существуют два аспекта электронной структуры. Один из них определяет зависимость радиуса и плотности и обусловливает связь между -вакансиями и хемосорбционными свойствами металлов восьмой группы, другой определяет величины теплот сублимации и температур плавления и, следовательно, хемосорбционное поведение иных металлов. Кислород хемосорбируется на всех изученных -, 5- и р-металлах, кроме золота. Предполагается, что у кислорода связь носит ионный характер и обусловлена участием в процессе 5- и р-орбиталей. При хемосорбции азота активны только переходные металлы с числом дырок в атомной -зоне, превышающим два У, Та, Мо, Ti, 2г, Ре. [c.152]

В переходных металлах, характеризующихся высокими температурами плавления и кипения, а также высокими значениями энергии атомизации, основной вклад в энергетику связи вносит перекрывание -орбиталей с образованием ковалентных связей. Это особенно заметно для элементов середины вставных декад, атомы которых характеризуются максимальным числом холостых электронов (рис. 65). Даже полностью заполненные -орбитали нельзя [c.129]

Атомы водорода в гидриде палладия, углерода в карбиде железа могут находиться в состоянии ионизации и при пропускании электрического тока перемещаются в направлении к катоду. Доля участия различных типов связи меняется в зависимости от степени заполнения дефектных оболочек переходных металлов. Не случайно, например, карбиды и нитриды ( -металлов с сильно дефектными оболочками (Т1Ы, НГМ, Т1С, УС, ЫЬС) характеризуются максимальными температурами плавления, высокой твердостью, химической инертностью, что указывает на значительную долю ковалентного взаимодействия в этих фазах. Металлизация атомов неметалла способствует увеличению электронной концентрации в матричной решетке переходного металла, деформированной в процессе внедрения, что приводит к заполнению вакантных состояний в й-зоие ме- [c.383]

Основным фактором для успешного изготовления толстых срезов при низкой температуре является температура блока ткани. В работе [300] считается, что толстые срезы, нарезанные при низких ( 193 К) температурах, образуются путем множественных изломов, так как срез имеет грубую поверхность. Гладкая поверхность среза означала бы, что во время процесса резки могли иметь место переходное плавление и таяние. С точки зрения микроанализа важно знать, имело ли место начальное оттаивание в процессе резки. Наличие зоны таяния в срезе и/или в блоке ткани могло бы привести к перераспределению растворимых элементов как за время плавления льда, так и во время быстро наступаюш,ей за этим фазы рекристаллизации. Перемещение было бы минимальным в случае плотной клеточной матрицы с однородным распределением, но могло бы быть весьма серьезным во фрагментах без матрицы, которые содержат лишь воду и молекулы малых размеров. В работах [466, 467, 200] была более подробно рассмотрена физическая природа процесса резки на замороженной ткани и измерена тепловая энергия, образовавшаяся при низкотемпературной нарезке. Авторы считают, что. теплота, выделявшаяся [c.307]

Поведение окисленных битумов выражается двумя пересекающимися линиями. Температура, соответствующая точке пересечения, всегда выше температуры раз1Лягчения битумов и ниже температуры, при которой вязкость достигает 30 Па-с. Излом линий, соответствующих окисленным битумам, являef я следствием выбора шкалы консистенции, при которой остаточные битумы описываются прямолинейной зависимостью. В физическом смысле и для окисленных битумов нет переходной точки излома. Парафинистые битумы (окисленные и остаточные) также описываются двумя линиями — в области пенетрации и в области вязкости,— но расположение их иное. Обе линии имеют почти одинаковый наклон и сдвинуты относительно продолжения друг друга. Между двумя линиями имеется зона перехода, которая шире зоны плавления парафина, так как кристаллизация парафина в битуме замедлена. В переходной зоне заметен большой разброс экспериментальных точек, зависящий от температурной предыстории битума. [c.31]

Медь, серебро и золото несколько выпадают из общей для переходных металлов закономерности по своему электронному строению с валентной конфигурацией Они характеризуются более низкими температурами плавления и кипения, чем предшествующие им переходные элементы, и являются довольно мягкими металлами. Проявление таких свойств соответствует закономерной тенденции к ослаблению металлических связей, обнаруживаемой начиная с группы У1Б(Сг-Мо- У). Эта тенденция объясняется постепенным уменьшением числа неспаренных -электронов у атомов металлов второй половины переходных рядов. Медь, серебро и золото обладают очень большой электро- и теплопроводностью, поскольку их электронное строение обусловливает высокую подвижность 5-электронов. Эти металлы ковки, пластичны и инертны и могут находиться в природе в металлическом состоянии. Они встречаются довольно редко и поэтому имеют высокую стоимость, но все же распространены значительно больше, чем платиновые металлы. Относительно большая распространенность и возможность существования этих металлов в природе в несвязанном виде послужили причиной того, что они явились первыми металлами, с которыми познакомился чёловск и кошрые иН научился обрабатывать. По-видимому, первым металлом, который стали восстанавливать из его руды, была медь. Металлургия началась с открытия того, что сплав меди с оловом (естественно встречающаяся примесь) дает намного более твердый материал - бронзу. Медные предметы были найдены [c.446]

Взаимодействие кислорода с чистой поверхностью металла протекает в три этапа I) адсорбция кислорода, 2) иуклеация, т. е. образование зародышей, 3) рост сплошной оксидной пленки. На первых стадиях адсорбции пленка состоит из атомов кислорода, так как свободная энергия адсорбции атомов кислорода превышает свободную энергию диссоциации его молекул. Методом дифракции медленных электронов удалось установить, что атомы некоторых металлов входят в состав адсорбционной пленки и образуют относительно стабильную двухмерную структуру из ионов кислорода (отрицательно заряженных) и металла (положительно заряженных). Как уже говорилось в отношении пассивирующей пленки (разд. 5.5), адсорбционная пленка, составляющая доли монослоя, термодинамически более стабильна, чем оксид металла. На никеле, например, она сохраняется вплоть до точки плавления никеля [1 ], тогда как N 0 разрушается вследствие растворения кислорода в металле . Дальнейшая выдержка при низком давлении кислорода ведет к адсорбции на металле молекул Оа, проникающих сквозь первичный адсорбционный слой. Так как второй слой кислорода связан менее прочно, чем первый, он адсорбируется не диссоциируя. Возникающая в результате структура более стабильна на переходных, чем на непереходных металлах [2]. Любые дополнительные слои адсорбированного кислорода связаны еще слабее, и наружные слои становятся подвижными при повышенных температурах, о чем свидетельствуют рентгенограммы, отвечающие аморфной структуре. Вероятно, ионы металла входят в многослойную адсорбционную пленку в нестехиометрических количествах и к тому же относительно подвижны. Например, обнаружено, что скорость поверхностной диффузии атомов серебра и меди выше в присутствии адсорбированного кислорода, чем в его отсутствие [3]. [c.189]

Явления, происходящие вблизи кризисного состояния, возможно назвать пред-переходными. Например, явление предплавления, в котором при температу рах, близких к температуре плавления, тепловое движение в жидкостях сводится в основном к гармоническим колебаниям частиц около некоторых средних положений рапноврсия. Рост кристаллических зародышей связан с предварительным осаждением на их поверхности компонентов из окружающей жидкой фазы. [c.171]

В некоторых случаях образующиеся соединения начинают распадаться, еще не достигнув экстремальной точки. Такова, например, система Аи—8Ь (рис. 11.14). При этом на кривых фазового равновесия наблюдаются изломы. В этих случаях устойчивых соединений не образуется. Точка С на этом рисунке называется пе-ритектической (переходной). В этой точке, как и на всей кривой ВС, состав жидкости не совпадает с составом твердой фазы, и процесс плавления является инконгруэнтным. Точка дистектики не достигается. [c.207]

Металлическая связь ярко проявляется в щелочных и щелочноземельных металлах. В металлах переходных элементов образование энергетических зон и наличие металлической связи определяется перекрыванием 5-, и р-орбиталей. Но химическая связь в металлах й- и /-элементов не является только металлической связью их специфические свойства (высокие энергии связи атомов и энергии атомизации, высокие температуры плавления и кипения) не исключают возможного возникновения направленной связиспере-крьшанием -орбиталей. [c.123]

Небольшое различие плотностей жидкостей и кристаллов, их удельных теплоемкостей и коэффициентов объемного расширения, с одной стороны, указывает на существенное различие теплот плавления и парообразования, а сдругой — на то, что жидкости по характеру взаимного расположения частиц, их динамике и взаимодействию ближе к твердому, а не газовому состоянию вещества. Я. И. Френкель писал, что сближение жидкостей с реальными газами допустимо лишь в случае, когда жидкость находится при высоких температурах, близких к критической, и обладает малой плотностью. С другой стороны, бесспорным фактом является сходство их с твердыми телами при температурах, близких к температуре кристаллизации. Являясь фазой, промежуточной между твердой и газообразной, жидкость, естественно, обнаруживает непрерывную гамму переходных свойств, примыкая в области высоких температур и больших удельных объемов к газам, а в области низких температур и малых удельных объемов — к твердым телам. [c.10]

Поскольку ковалентная связь более прочна, чем металлическая, можно ожидать, что у переходных металлов температуры плавления и кипения, а также теплота атомизацпи, выше, чем у. .. п. .. металлов. [c.248]

Металлохимия. Кристаллохимнческое строение всех трех металлов различно. Галлий имеет орторомбическую решетку, индий — тетрагональную, а таллий обладает диморфизмом ос-модификация ГПУ и р-форма ОЦК. Ни один из обсуждаемых металлов не образует непрерывных твердых растворов с другими элементами Системы. Между собой галлий с таллием дают расслоение в жидком состоянии, галлий с индием — ограниченные твердые растворы со стороны индия с эвтектикой, а индий с таллием — ограниченные твердые растворы с перитектикой. Из-за низких температур плавления области гамогениости со стороны металлов подгруппы галлия очень малы. Кроме того, со многими металлами они образуют широкие области расслоения в жидком состоянии, особенно таллий. Металлидов они образуют такл е сравнительно немного главным образом с щелочными, щелочно-земельными и некоторыми переходными металлами. Интересно отметить, что в случае галлия и индия моно-халькогеииды на диаграммах состояния представлены более высокими дистектическими точками по сравнению с халькогенидами этих [c.166]

В металлохимии углерода важно его взаимодействие с железом и образование металлоподобных карбидов. На диаграммах состояния углерода с переходными металлами, как правило, имеется единственный тугоплавкий монокарбид металла, как на рис. 41. Для кремния металлоиодобные силициды менее характерны и они не отличаются такими экстремальными свойствами, как металлоподобные карбиды. На диаграммах состояния для кремния с переходными металлами существует множество силицидных фаз (рис. 42). Обращает на себя внимание инконгруэнтное плавление моносилицида титана, а наиболее тугоплавким силицилом является Т1531з. Вообще кремний с переходными металлами образует много силицидов различных составов. Все они, как правило, образованы не по правилам валентности, т. е. являются истинными металлидами. Ниже приводим число силицидов, фиксируемых на диаграммах состояния кремний — переходный металл 81—2г 7, 81—N1 6, 81—Та 4, 81—Мп 4 81—Ре 4, 81—ТН 4, 81—V 3, 81—Р1 3, 81—Мо 3 и т. д. [c.212]

Металлохимия элементов подгруппы титана. Физико-химические характеристики титана и его аналогов дефектность -электронной оболочки, средние по величине значения потенциалов ионизации и атомных радиусов, высокие температуры плавления и типичные для металлов плотноупаковапные структуры — обусловливают многообразие металлохимических возможностей этих элементов. Титан, цирконий и гафний образуют непрерывные твердые растворы друг с другом в обеих модификациях. Тройная система Ti—Zr—Hf является единственным примером системы, в которой реализуются два вида непрерывных твердых трехкомпонентных растворов в двух модификациях (рис. 47). Со многими переходными металлами они [c.242]

Продукты взаимодействия элементов подгруппы хрома с фосфором, мышьяком и сурьмой резко отличаются от галогенидов и халь-когенидов тем, что их формульный состав не отвечает правилам формальной валентности, т. е. фосфиды, арсениды и стибиды хрома и его аналогов принадлежат к классу аномально построенных дальтонидов, содержащих анион-анионные и катион-катионные связи. Наиболее характерны для фосфидов соединения состава ЭзР, ЭР и ЭРг- Образование моно- и дифосфидов вообще весьма характерно для переходных металлов. Для таких фосфидов при всем разнообразии их состава можно отметить общие закономерности, заключающиеся в том, что по мере увеличения относительного содержания фосфора понижаются температуры плавления, увеличивается склонность к термической диссоциации с отщеплением летучего компонента (фосфора), уменьшается ширина области гомогенности и при этом свойства меняются от металлических у фосфидов типа ЭзР и ЭР до полупроводниковых у высших фосфидов ЭР . [c.346]

СЯ переходной или перитектической. Пунктирное продолжение кривой ЕР отвечает метастабильному скрытому максимуму, определяющему мнимую температуру плавления соединения АтВп- [c.335]

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]

В табл. 33 видно, что у всех металлов переходных подгрупп VB— VHIB (кроме Pd) модуль упругости не меньше 150-10 н см . У металлов непереходных подгрупп и у примыкающего к ним палладия, у которого 10 электронов в (и—1)с -подуровне, модули упругости не выше 125-10 н/см . Температура плавления, характеризующая тоже в какой-то мере прочность межатомных связей, у всех металлов переходных подгрупп (кроме лантана, актиния, некоторых лантаноидов и актиноидов) превышает 1500° С, у вольфрама достигает 3390° С. [c.319]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология