Тантал электронная структура

Элементы подгруппы ванадия. Ванадий V и его электронные аналоги — ниобий ЫЬ, тантал Та и недавно синтезированный 105-й элемент нильсборий N5 являются элементами побочной подгруппы пятой группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Электронная структура их атомов выражается формулой. .. п — где п — номер внешнего слоя, совпадающий с номером [c.285]

В ряде работ [156] в качестве компонентов каталитического комплекса использовались соединения переходных металлов — аналогов по электронной структуре титана и ванадия гафния, актиния, тантала и тория. Аналогами алюминия являются галлий и таллий. Аналоги титана, ванадия и алюминия должны быть более реакционноспособными, так как энергетические уровни их валентных электронов выше, больше размеры атома и, следовательно, выше их склонность к поляризации. [c.189]

Известные аналитические и технологические трудности разделения элементов-аналогов (цирконий и гафний, ниобий и тантал, молибден и вольфрам), металлов платиновой группы и группы редких земель также могут быть объяснены общностью свойств в связи со сходством электронных структур и тождественностью или близостью радиусов их ионов или атомов. [c.18]

УВ подгруппа включает ванадий V, ниобий МЬ, тантал Та. Электронные структуры их атомов представлены в табл. 21. [c.245]

В табл. 24 приведена электронная структура атомов ванадия, ниобия и тантала. [c.136]

Элементы подгруппы ванадия — тяжелые парамагнитные металлы (плотность 5, 6 —16,69 г см ), светло-серого (ванадий) и серебристо-белого (ниобий и тантал) цвета с кубической объемно-центрированной кристаллической структурой т. пл. 1710— 2997°, т. кип. 3450—5425°, твердость 6 по шкале Мооса. Они обладают ограниченным количеством изотопов. Для этих металлов в чистом состоянии характерны превосходные механические свойства, при загрязнении же кислородом, азотом, углеродом, бором, водородом и др. онп теряют пластичность и становятся твердыми и хрупкими. Благодаря сходной электронной структуре и близким значениям атомных и ионных Ме радиусов и атомных объемов ниобий и тантал проявляют большое сходство в химическом поведении и образуют многочисленные изоморфные соединения. [c.138]

Электронная структура атол а тантала и пона Та", для 5d-II б.ч-орбиталей [c.198]

Подгруппа ванадия (V, N5, Та). Ванадий, ниобий и тантал имеют только одну устойчивую кристаллическую фазу с ОЦК структурой. Свойства жидких ванадия, ниобия и тантала мало изучены. Приведенные в табл. 17 данные показывают, что эти жидкости по своему строению и свойствам, видимо, во многом подобны простым жидкостям подгруппы титана. При плавлении концентрация электронов проводимости почти не меняется, потому что электропроводность остается почти такой же, как в твердой фазе. Концентрация обобществленных электронов Б жидкой фазе должна быть несколько выше, чем у металлов подгруппы титана, так как атомы имеют пять валентных электронов. Соответственно сказанному ранее, температуры плавления и кипения, а также энтропии испарения металлов подгруппы ванадия больше чем у металлов подгруппы титана. Энтропии плавления имеют величины, обычно наблюдаемые при плавлении кристаллов с ОЦК структурой. [c.192]

Свойства ниобия, тантала и их соединений. Ниобий и тантал — элементы V группы Периодической системы Д. И. Менделеева, очень сходные между собой по химическим свойствам, что объясняется близкими радиусами атомов (соответственно 0,145 и 0,147 нм), равными радиусами ионов (0,069 нм для N5 + и Та +). Существуют и некоторые различия свойств элементов ниобий химически более активен, сравнительно легче восстанавливается в водных растворах и др. Это объясняется структурой электронных оболочек атомов. Электронная конфигурация [c.147]

В результате электронно-лучевой плавки получают слитки с грубозернистой структурой, что в некоторых случаях ухудшает механические свойства металла. Но, например, свойства ниобия и тантала мало чувствительны к размеру зерна, а их пластичность после электронно-лучевой плавки резко возрастает вследствие глубокой очистки от примесей внедрения и металлических примесей. [c.329]

Ванадий. Тантал. Ванадий V и тантал Та—металлы V группы. Они так же, как и металлические элементы предыдущей группы, отличаются от элементов главной подгруппы своеобразием структуры двух внешних электронных слоев, что видно из сопоставления, например ванадия и мышьяка, находящихся,в одном периоде i, [c.365]

По причинам практического порядка очень важно, чтобы излучение источника происходило за счет нерасщепленного мессбауэровского перехода с шириной линии, по возможности близкой к естественному значению, так как при наличии сверхтонких структур и в источнике, и в поглотителе получаются очень сложные спектры. Возможность получения нерасщепленного излучения источника ограничивается двумя обстоятельствами, одно из которых ядерного, а второе электронного происхождения. В том случае, когда требуется избежать мультиплетности перехода, кристаллическая решетка не должна приводить к появлению градиента магнитного или электрического поля в области мессбауэровского ядра. Градиента магнитного поля можно избежать, применяя диамагнитные вещества (или парамагнитные с малым временем спиновой релаксации). Во избежание градиента электрического поля мессбауэровские ядра должны находиться в узлах решетки с кубической или близкой к ней точечной симметрией. Первое из этих требований выполнить несложно однако для многих элементов, например для тантала, значительно труднее подобрать подходящее соединение с решеткой, в которой имеются положения с кубической симметрией. В соединениях многих мессбауэровских элементов положения, в которых находятся центральные атомы, имеют низкую точечную симметрию, в результате чего у ядер возникает градиент электрического поля. [c.263]

Перестройка электронной структуры у первых элементов ряда приводит к существенному отличию изложенного выше представления от актинидной теории. Поведение всех элементов ряда может быть описано свойствами не одного элемента-пред-шественника, а нескольких первых членов Ас, ТЬ, Ра и и. С этой точки зрения группа элементов от ТЬ до могла бы быть названа актинидно-уранидной. Существенно, что аналогии ак-тинидно-уранидного ряда, хотя и неполные, распространяются на ряды переходных Зй-, 4й- и 5й-элементов, в том числе на гафний, тантал и вольфрам. [c.16]

Атомы этих элементов имеют по 1—2 электрона на последнем электронном уровне и 2.6.3 или 2.6.4 электрона на предпоследнем электронном уровне. Орбитали Ы у ванадия, Ы у ниобия и Ы у тантала заполнены электронами неполностью. В химических реакциях атомы ванадия, ниобия и тантала могут участвовать 2, 3, 4 и 5 э.лектронами, образуя соединения, в которых эти элементы двух-, трех-, четырех- и пятивалентны. Помимо соединений, в которых ниобий и тантал выступают как двух-, трех-, четырех-и пятивалентные, известны окиси КЬзО и ТагО — единственные соединения одновалентных ниобия и тантала. Наиболее устойчивы соединения элементов подгруппы ванадия, в которых они пяти-ва.тентны, поскольку при отдаче 5 электронов структура атомов этих элементов приобретает устойчивую конфигурацию из 8 электронов. У ванадия, ниобия и тантала склонность к проявлению валентности ниже пяти уменьшается с увеличением атомного номера. [c.136]

Двойные сплавы циркония с 5, 7, 10 вес.% тантала при 900° имеют структуру -твердого раствора циркония. При закалке, как это показал рентгеновский фазовый анализ, все эти сплавы претерпевают ->a превращение. В двухфазных сплавах (20 и 27 вес.% тантала) со структурой zr + Ta-твердых растворов состав -твердого раствора на основе циркония одинаков (15 вес.% тантала), при этом электронная концентрация в -твердом растворе циркония равна 4,08 эл1атом, т. е. в этих сплавах можно ожидать появление а -фазы при закалке. Но на рентгенограммах видны лишь линии (х -фазы циркония и -твердого раствора тантала. Изменение твердости сплавов после закалки с 900° также не дает никаких оснований предположить существование со-фазы (см. таблицу). Таким образом, в сплавах циркония с танталом, закаленных от температуры 900°, ю-фаза не образуется и тем более невозможно зафиксировать -твердый раствор циркония. [c.100]

Девять элементов пятой группы п ри1ад и(чес1кой сйстемы делятся на Д1в е1 подгруппы. Вое четыре эл емента первой подгруппы (ванадий, ниобий, тантаЛ и прота ктииий) обладаю т электронной структурой, в которой пять внешних электронов находятся в -состоянии. [c.265]

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]

ДЛ Я растровой электронной М икроскопии высокого разрешения, использующей электроны, потерявшие малую часть энергии, где конТ раст зависит от рассеяния высокознергетических электронов от поверхности образца, образец следует покрывать тонким слоем тяжелого металла., который не дает структуры на уровне разрешения 1 нм. Экспериментальная проверка подтверждает, что тугоплав юие металлы, такие, как тантал или В ольфрам, обеспечивают такое покрытие. [c.181]

В тех случаях, когда потенциалы межатомного взаимодействия неизвестны, для определения структуры упорядоченной фазы можно использовать дифракционные методы. В частности, можно использовать методы дифракционной электронной микроскопии. Картины микродифракции, полученные в электронном микроскопе, представляют собой различные плоские сечения обратной решетки упорядоченного кристалла (см. рис. 6). По этим сечениям можно определить векторы kj статических концентрационных волн, фигурирующих в функции распределения вероятностей п (К) (векторы кз есть расстояния в обратной решетке от сверхструктурного до ближайшего к нему структурного рефлекса). Зная концентрационные волны, входящие в распределение (10.9), можно с помощью условия I определить константы (Ц) и, следовательно, определить структуру упорядоченной фазы. Такой подход позволяет расшифровывать сверхструктуры без обычной трудоемкой процедуры определения интенсивностей рефлексов, которая к тому же вряд ли возможна в случае электронномикроскопического исследования. Этот метод, в частности, был использован в работе М. П. Усикова и автора, в которой в результате анализа только картин микродифракции были определены структуры субокислов тантала, являющихся сверхструктурами внедрения [6]. [c.115]

Использование метода электронной микродифракции и статических концентрационных волн для расшифровки структуры субокислов тантала [c.116]

Пленки бора получают различными методами, из которых следует отметить метод термического разложения трихлорида бора в присутствии водорода с осаждением на нагретую до 997—1017 °С грань <111> р-кремния, метод вакуумного испарения и конденсации на нагретую до различных (20—797°С) температур подложку из плавленого кварца, слюды, каменной соли, сапфира или стекла, метод электронно-лучевого испарения и конденсации в вакууме 1,33-10- Па иа подложки из тантала илн ниобия (с подслоем йз вольфрама, хлористого бария или без подслоя), разогретые до 297—1197°С, и т. п. Ультрачистые пленки бора получают расплавлением и испарением капли на вертикальном стержне бора. Варьируя температуру капли от 697 до 2497 °С, можио изменить скорость испарения в широких пределах, управляя таким образом скоростью осаждения бора на подложке и совершенством образующихся пленок. Известен также способ получения пленок путем мгновенного охлаждения из жидкости. Применяют следующие схемы закалки прокатка жидкой капли, центрифугирование и захлопывание летящей капли двумя медными шайбами и т. д. Кристаллическое строение пленок бора определяется условиями кристаллизации. Так, пленкк, получаемые методом термического разложения трихлорида, имеют главным образом моно- и поликристалличсское строение, методом вакуумного испарения —в основном аморфное при применении в качестве подложек кремния и сапфира строение пленок зависит от температуры подложки — до 797 °С аморфное, при температуре до 897 "С кристаллическое и т. д. При получении пленок путем закалки из жидкой фазы скорости охлаждения составляют Ю —10 с-, а толщина пленок 40—120 мкм. В этом случае пленки имеют преимущественно кристаллическое строение для получения аморфного бора необходимы более высокие скорости. Метод осаждения бора из газовой фазы на подложку используют также для получениях борных нитей. В этом случае осаждение производят иа сердечник из вольфрама диаметром 15—16 мкм, толщина получаемого при этом борного слоя составляет до 50 мкм. В процессе осаждения происходит борирование вольфрама подложки и образуются бориды различного состава. В борном слое обнаружены аморфная и а- и Р-модификации, имеющие монокрнсталли-ческое строение с размерами кристаллитов 2—3 нм. Заметное влияние иа структуру бора оказывают примеси, попадающие в слой из газовой фазы или подложки. Так, присутствие углерода способствует образованию тетрагонального бора вместо Р-ро.мбоэдрического. [c.149]

Некоторые обобш,ения. Обратим внимание на то, что если-чииы энергии ионизации (работа отрыва электрона от атомной структуры) хорошо иллюстрирует дискретность поля ядра. В качестве примера рассмотрим данные для атома тантала (Та, 2=73). Они представлены на рисунке 3-8 (масштаб не соблюден). Здесь видно, что величина работы отрыва очередного электрона довольно круто повышается по ходу оголения ядра. При этом на кривой отчетливо вырисовываются серии значений энергии ионизации, отвечаюшие квантовым энергетическим уровням К, Л 1, N, О Р (квантовый уровень Q в оболочке атома тантала не застраивается). Переход от одного энергетического уровня к другому, более высокому, на общей кривой проявляется изломами, что говорит о скачкообразном характере процесса постепенной ионизации как результат дискретности поля ядра. [c.47]

Несмотря на то, что за последнее время наряду с танниным и гипофосфитным методами для анализа тантало-пиобиевых сплавов нашли применение наиболее современные хроматографический, экстракционный и метод изотопного разбавления, точность и продолжительность этих методов заставляют желать лучшего. Эти недостатки определяются очень близкими химическими свойствами КЬ и Та, ибо последние по структуре своих электронных оболочек являются полными аналогами, а ионные радиусы их близки. Рентгеноспектральный метод анализа имеет относительную ошибку 5—10% при определении этих элементов, что не отвечает требованиям, предъявляемым к точности анализов сплавов КЬ—Та с приблизительно равным соотношением компонентов. Отсутствие надежной и быстрой методики анализа этих сплавов все острее чувствуется с ростом масштаба их применения в народном хозяйстве. [c.240]

В электролитическом методе опробованы различные составы электролита [21, 22]. В первоначальном варианте электролизу подвергали расплав чистого КгТаР затем было найдено, что добавление галогенидов щелочных металлов повышает выход по току. Пятиокись тантала сначала вводили для снижения поляризации анода, но впоследствии состав электролита изменили так, что суммарный электролитический процесс свелся практически к разложению пятиокиси таким образом, этот процесс напоминает получение алюминия электролизом. Например, типичный электролит может иметь следующий состав 50—70% КС1, 20—35% KF, 5—10% КаТаР и 4—5% ТаА-Ванна подпитывается пятиокисью тантала [22 ]. Электролиз осуществляется в стальных котлах, которые служат катодом. В качестве анода обычно применяют угольные стержни. Отходящие газы состоят главным образом из двуокиси углерода, небольшого количества окиси углерода и несвязанного кислорода и практически не содержат фтора. Металлический тантал, осаждающийся на катоде в виде кека с дендритной структурой, дробят, промывают водой и царской водкой. Порошок затем прессуют, спекают и окончательно переплавляют дуговой или электронно-лучевой плавкой в вакууме. [c.20]

Подгруппой называется совокупность элементов, обладающих не только одинаковой высшей валентностью по кислороду, но и общими хилшческими свойствами, зависящими, как далее будет показано, от сходной структуры электронной оболочки их атомов. Чтобы выявить подгруппу в пределах группы, символы элементов одной и той же подгруппы располагают по одной вертикальной линии. Так, например, в V группе различают а) подгруппу азота азот (N) — фосфор (Р) — мышьяк (As) — сурьма (Sb) — висмут (Bi) и б) подгруппу ванадия ванадий (V) — ниобий (Nb) — тантал (Та). Обе погруппы по своим химическим свойствам мало похожи друг на друга, но их связывает в единое целое (группу) одинаковая (равная пяти) высшая валентность по кислороду элементов каждой подгруппы. [c.51]

Вратни и др, [75]. Они установили диапазоны смещений, при которых 5-тантал переходит в нормальную модификацию с ОЦК структурой (рис. 18). Интересно отметить, что авторы исследовали влияние как отрицательного, так и положительного смещений. Кривая в случае отрицательного смещения качественно подобна кривой на рис. 16, а точный смысл кривой для положительного смещения не яеен. Как отмечалось ранее, сколько-нибудь заметное положительное смещение относительно плазмы получить невозможно. Любая поверхность с таким смещением становится просто новым анодом, а первоначальный анод превращается в дополнительный катод. Возможно, что резкое уменьшение удельного сопротивления при смещении порядка 10 В является следствием разогрева подложки, связанного с относительно большим в этом случае электронным током. Здесь следует отметить, что электронная бомбардировка может привести к десорбции поверхностных примесей. Однако этот процесс характеризуется определенной пороговой энергией электронов и по сравнению с ионным распылением совершенно неэффективен. Так, например, для атомов кислорода на поверхности молибдена по- [c.433]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология