Что такое интерметаллическое соединение
Интерметаллиды
Среди множества химических элементов, существующих в природе или искусственно созданных в лабораторных условиях, особе место занимают интерметаллиды. Обусловлено это, прежде всего их уникальными свойствами, за счет которых эти соединения получили повсеместное применение в хозяйственной жизни человека, легкой, тяжелой, добывающей промышленности.
Понятие, химические связи, примеры интерметаллидов
Интерметаллиды отличаются не совсем обычными химическими связями. Дело в том, что в зависимости от состава и характеристик каждого из первоначальных составляющих, складывается жесткость и прочность их кристаллических решеток. Обратим внимание, что характеристика этих сплавов заметно отличается от состава первичных металлов, которые послужили основой. Фактически образуется не одно, а несколько соединений в одном «флаконе». Причем новое вещество вобрало в себя все характеристики первоначальных материалов, которые в новой структуре в некоторых случаях имеют более выраженный характер.
Внутренняя структура рассматриваемых сплавов зависит от фактуры атомов и обладает хорошей устойчивостью в пределах области гомогенности. По составу выделяют соединения:
В качестве примера наглядно показана связь магния с несколькими разными металлами образующими интерметаллиды – MgZn, MgY, MgSn. Эти металлы еще могут называть по классу одного из элементов – к примеру – алюминиды, магниевые, никельные.
По своей природе интерметаллиды бывают дальтониды и бертоллиды. В первом случае они имеют постоянный состав во втором – переменный.
Свойства интерметаллидов
Данный параметр зависит в основном от жесткости и конфигурации химической связи, нежели от структуры первоначальных составляющих этих сплавов, из которых они произошли. Если сравнивать их показатели, то больше всего по своим характеристикам, например ионные интерметаллиды схожи с солями. Интерметаллид, где преобладает металлическая связь, больше напоминает по своим параметрам с металлами.
Первая категория (ионные интерметаллиды) обладает следующими свойствами:
Второй группе (металлические интерметаллиды) присущи несколько отличные параметры исходя из более прочной межкристаллической связи. К их особенностям следует отнести:
Еще один важный аспект – при соединении неметаллов с металлами получается отличный проводниковый эффект. Применяя их токопроводящих конструкциях, высокое напряжение постоянного и переменного тока не будут влиять на их свойства. Это сегодня чрезвычайно востребовано в электротехнической и добывающих отраслях.
Применение
Спектр использования интерметаллидов весьма широк. Из них выпускают разнообразные компоненты и детали оборудования, агрегатов. Причем изделия, производимые из них, отличаются прекрасными эксплуатационными параметрами.
Например, их алюминиевая разновидность (отличающаяся небольшим весом и прекрасной защитой от межкристаллической коррозии), в составе которых присутствует титан, нашла свое применение в авиастроении и космической промышленности. Из них выпускают разнообразные технические узлы самолетов, космических кораблей. Они незаменимы при монтаже сотовых конструкций реактивных военных самолетов, изготовлении деталей фюзеляжа, сопел форсажных камер. Их применяют при прокладке трубных коммуникаций внутри летальных аппаратов, опор механических узлов, корпусов турбин. Прекрасно они себя зарекомендовали при сооружении обшивки воздушных и космических судов, зондов и спутников. Отметим, что изоляция, произведенная на основе интерметаллических сплавов, без проблем выдерживает экстремальные температуры, не разрушается в безвоздушном пространстве, имеет минимальную степень теплового расширения.
Турбокомпрессоры и отдельные детали двигатели транспортных средств выполнены из высококачественных интерметаллидов. Эти материалы не только обеспечивают длительный срок службы данных агрегатов (роторов, поршней, нагревательных труб) где, но и улучшают их эксплуатационные показатели и облегчая их массу (если речь идет об алюминии). Интерметаллиды SmCo 5, Fe 3 Ni, задействованы при производстве магнитных материалов, которые применяется электрической технике и при сборке высокоточного оборудования.
Такие продукты как Nb 3 Ge, V 3 Si являются великолепными сверхпроводниками, используемыми в электротехнической и металлургической промышленности, наукоемких производствах. Их закупают для нужд атомной энергетики, при выпуске летательных аппаратов, компьютерной техники микросхем для радио-, и микроэлектроники.
LaNi 5, CeMg 12. – являются аккумуляторами водорода. Они нашли свое применение в химической индустрии. Их задействуют при создании жаропрочного оборудования соприкасающегося с разными (часто агрессивными) реагентами и растворами. Применяют при создании водородной техники, нагревательных и топливных элементов.
Еще одни направлением их использования является медицина. В статмологии они прекрасно себя зарекомендовали при изготовлении зубных имплантатов. Нередко их применяют для производства инструментария и оборудования, для больниц, лечебно-профилактических центров.
С уверенностью можно констатировать, что интерметаллиды весьма популярные сплавы, повсеместно применяемые в различных областях хозяйственной деятельности человека. Они доказали свою практичность и износостойкость благодаря своим прекрасным эксплуатационным характеристикам. Изобретение этих материалов предопределило экономический прорыв в ряде современных производств.
Интерметаллические соединения
Интерметаллические соединения
Сегодня мы с вами изучим тему, которая не представлена явно в кодификаторах ЕГЭ по химии, но может попасться в 32 или 34 задании ЕГЭ по химии, мы с вами познакомимся с интерметаллическими соединениями, узнаем что это такое, какие у них особенности, химические свойства и методы получения.
Интерметаллические соединения (ИМС) – соединения, образуемые между собой элементами –металлами. Второе название ИМС – интерметаллиды. Из такого определения непонятно, конечно, какие соединения мы относим к интерметаллидам. Простые вещества могут показывать промежуточные свойства между типичными металлическими и типичными неметаллическими, а также один и тот же элемент может образовывать простые вещества с разными свойствами. К соединениям, подобным по свойствам металлам иногда применяют термин «металлиды».
Так как одна пара металлов образует всегда больше одного интерметаллических соединений, то число таких ИМС очень большое. Если мы будем говорить о продуктах взаимодействия одних металлов с иными в целом, то такие продукты можно разместить в следующий ряд:
Список наглядно демонстрирует переходы от полного сохранения индивидуальных свойств простых веществ до образования прочного соединения, со свойствами близкими к ионно-ковалентным соединениям. Связь в валентных интерметаллидах близка в определенной степени к ионной, это особенно заметно в их поведении при пропускании электрического тока постоянного через расплавы или растворы этих соединений в жидком аммиаке. При этом один металл оседает на катоде, а другой на аноде. Валентные соединения ИМС подчинены закону постоянства состава.
В иных вариантах состав интерметаллидов не соответствует обычным степеням окисления элементов, образующих эти соединения. Например, CuBe, CoZn3, Cu31Sn8, Co5Zn21, Au5Al3. Мы видим, что в указанных соединениях нельзя приписать атомам металлов значения, соответствующие их стандартным валентностям. Но все эти соединения объединены двумя общими свойствами.
— во всех соединениях, относящихся к одной из приведенных выше групп, структуры подобны.
— если принять, что все электроны атомов элементов побочной подгруппы восьмой группы и всех d-электронов атомов элементов не участвуют в образовании соединений, то отношение числа валентных электронов к числу атомов в структурной единице равно 21/14, 21/13, 21/12, 3/2, 21/13, 7/4. Правило образования формулы ИМС подвергается правилу Юм-Розери: отношение числа валентных электронов к числу атомов в формуле для бета- гамма-фаз составляет 21/14, 21/13,21/12 соответственно. Валентными электронами считают электроны с максимальным значением главного квантового числа.
Такие ИМС называют электронными соединениями либо фазами Юм-Розери. Образование таких соединений возможно при близких атомных объемах и электрон-донорных свойств исходных металлов.
Возможность образования интерметаллидов определяется возможностью распределения электронов по энергетическим зонам, образующимся в результате перекрывания электронных облаков атомов, составляющих кристалл. Характер перекрывания, то есть характер и степень заполненности энергетических зон зависят от структуры кристалла. Структура кристалл должна находится в соответствии со стехиометрией. То есть отношением числа атомов, составляющих данный кристалл. Это отношение числа атомов и выражается формулой. Таким образом, и состав, и следующая из него электронная концентрация, и структурный тип фазы находятся во взаимной зависимости.
В интерметаллических соединениях, с одной стороны, сохраняются большинство свойств исходных металлов – электропроводимость, металлический блеск, зачастую цветовой оттенок, характерные химические свойства. С другой стороны, свойства интерметаллидов значительно отличаются от свойств исходных металлов, что, в частности, сказывается на свойствах сплавов металлов, в которых имеются такие ИМС.
Интерметаллические соединения чаще всего получают при непосредственном сплавлении исходных металлов. При большой разнице в температурах плавления используются и иные методы. В том числе, интерметаллид натрия с другими металлами зачастую получают, восстанавливая металлическим натрием соединения соответствующих металлов. К примеру, Na3Bi5, Na4Рb9, NaZn4. Интерметаллические соединения могут быть образованы более чем двумя соединениями. К примеру, синтезированы такие препараты как: CdHgNa, Hg2KNa. ИМС могут быть представлены не только в твердом виде. Есть ряд исследований газовых равновесий, установленных при испарении смесей металлов. В этих случаях очень часто имеет место образование газообразных молекул интерметаллидов. Молекулы весьма устойчивы. В целом продолжаются исследования ИМС и мы еще узнаем много интересного.
Интерметаллиды
Некоторые из металлов могут реагировать друг с другом очень активно. Например, реакция цинка и никеля при температурах выше 1000 °C носит взрывной характер.
Примеры интерметаллидов
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Интерметаллиды» в других словарях:
интерметаллиды — Химические соединения металла с металлом. Например, CuAl2, MgZn2, Cu31Sn8, Al2CuMg. Интерметаллиды входят в структуру большого числа промышленных сплавов, обеспечивая их упрочнение. Интерметаллиды не подчиняются законам валентности.… … Справочник технического переводчика
ИНТЕРМЕТАЛЛИДЫ — см. Металлиды … Большой Энциклопедический словарь
интерметаллиды — см. Металлиды. * * * ИНТЕРМЕТАЛЛИДЫ ИНТЕРМЕТАЛЛИДЫ, см. Металлиды (см. МЕТАЛЛИДЫ) … Энциклопедический словарь
ИНТЕРМЕТАЛЛИДЫ — (от лат. inter между и металл) (интерметаллич. соединения), хим. соед. двух или неск. металлов между собой. Относятся к металлическим соединениям, или металлидам. И. образуются в результате взаимод. компонентов при сплавлении, конденсации из пара … Химическая энциклопедия
ИНТЕРМЕТАЛЛИДЫ — см. Металлиды … Естествознание. Энциклопедический словарь
интерметаллиды — интерметалл иды, ов, ед. ч. лл ид, а … Русский орфографический словарь
Водород-абсорбирующие наноматериалы (гидридообразующие интерметаллиды и аналоги) — Статьидесорбцияклатратклатратная структуракриохимический синтезмикроморфологиясорбент (Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО») … Энциклопедический словарь нанотехнологий
ТИТАНИДЫ — интерметаллиды; соединения Ti с Ga, Ge, В, Al, La, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Si, Ag, W, Pb. Элементы: O2, N2, V, Zr … Металлургический словарь
інтерметаліди — интерметаллиды intermetallic (compound) Intermetalliden хімічні сполуки металів з металами. Інша назва і н т е р м е т а л е в і с п о л у к и. Розрізняють І. постійного складу дальтоніди та змінного складу бертоліди. Застосовують як магнітні… … Гірничий енциклопедичний словник
Неорганическая химия — Неорганическая химия раздел химии, связанный с изучением строения, реакционной способности и свойств всех химических элементов и их неорганических соединений. Это область охватывает все химические соединения, за исключением органических… … Википедия
Интерметаллический
Хотя термин «интерметаллические соединения» применительно к твердым фазам используется в течение многих лет, о его введении сожалели, например, Хьюм-Ротери в 1955 году [4].
Определение исследования
Считается, что определение металла включает:
Однородные и гетерогенные твердые растворы металлов и межузельные соединения (такие как карбиды и нитриды ) исключаются из этого определения. Однако включены межузельные интерметаллические соединения, а также сплавы интерметаллических соединений с металлом.
Общего пользования
Комплексы
| Интерметаллическое соединение | Температура плавления | Модуль Юнга (ГПа) | |
|---|---|---|---|
| FeAl | 1250–1400 | 5600 | 263 |
| Ti 3 Al | 1600 | 4200 | 210 |
| MoSi 2 | 2020 г. | 6310 | 430 |
Примеры
Примеры интерметаллидов в истории включают:
Металл немецкого типа описывается как бьющийся, как стекло, не изгибающийся, более мягкий, чем медь, но более плавкий, чем свинец. [11] Химическая формула не соответствует приведенной выше; однако свойства соответствуют интерметаллическому соединению или его сплаву.
ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Полезное
Смотреть что такое «ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ» в других словарях:
ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ — (интерметаллиды устар.) хим. соединения металла с металлом, напр. CuAl2, MgZn2, Al2CuMg и др. В таких соединениях преобладает (см.). И. с. не подчиняются законам постоянства состава и простых кратных отношений (см. ). Практическое применение И. с … Большая политехническая энциклопедия
Интерметаллические соединения — химические соединения металлов друг с другом; см. Металлиды … Большая советская энциклопедия
Интерметаллические соединения — Интерметаллид (интерметаллическое соединение) химическое соединение из двух или более металлов. Интерметаллиды, как и другие химические соединения, имеют фиксированное соотношение между компонентами. Интерметаллиды обладают, как правило, высокой… … Википедия
СОЕДИНЕНИЯ ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ — соединения металлов друг с другом. Обладают преимущественно метал. связью. В отличие от обычных хим. соединений часто не подчиняются законам постоянства состава и простых кратных отношений. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под… … Геологическая энциклопедия
Металлические соединения — интерметаллические соединения, то же, что Металлиды … Большая советская энциклопедия
Антимониды — соединения сурьмы с металлами. Твёрдые вещества с относительно высокой температурой плавления. Некоторые А. (Na3Sb, Ca3Sb2, Zn3Sb2 и др.) можно рассматривать как производные сурьмянистого водорода SbH3 (стибина), другие (ZnSb, SnSb, Ni4Sb … Большая советская энциклопедия
Олово — 50 Индий ← Олово → Сурьма … Википедия
Sn — Олово / Stannum (Sn) Атомный номер 50 Внешний вид простого вещества серебристо белый мягкий, пластичный металл (β олово) или серый порошок (α олово) Свойства атома Атомная масса (молярная масса) 118,71 а. е. м. (г/моль) … Википедия
Крик олова — Олово / Stannum (Sn) Атомный номер 50 Внешний вид простого вещества серебристо белый мягкий, пластичный металл (β олово) или серый порошок (α олово) Свойства атома Атомная масса (молярная масса) 118,71 а. е. м. (г/моль) … Википедия
Оловянная чума — Олово / Stannum (Sn) Атомный номер 50 Внешний вид простого вещества серебристо белый мягкий, пластичный металл (β олово) или серый порошок (α олово) Свойства атома Атомная масса (молярная масса) 118,71 а. е. м. (г/моль) … Википедия