Атомный диаметр алюминия

30.10.2019

У свойств металлического алюминия при сравнении их со свойствами соседних элементов периодической системы наблюдаются аномалии. Так, в подгруппе А существует общая тенденция к повышению температур плавления элементов с увеличением атомного номера, но температура плавления алюминия всего на 9° С выше температуры плавления магния, несмотря на то, что следующий элемент — кремний плавится при 1420° С. Атомный диаметр алюминия также аномально велик. Юм-Розери показал, что межатомные расстояния в кристаллах элементов можно вычислить из выражения
Атомный диаметр алюминия

где n — главное квантовое число самого удаленного от ядра электрона; Z — атомный номер; х — постоянная (=1/3 для элементов первых нескольких групп).

Далее было показано, что (d/n) в зависимости от log Z для элементов, расположенных в начале периода, представляет собой прямую линию. В начале второго периода точки для натрия, магния и кремния ложатся точно на .прямую линию с наклоном —2, так что межатомные расстояния изменяются пропорционально 1/Z2. Однако точка для алюминия не попадает на эту кривую и межатомное расстояние аномально велико. Так как эффективный атомный диаметр алюминия в у-фазе Cu9Al4, в которой алюминий присутствует в полностью ионизированном состоянии, равен 2,77kX, это сначала навело на мысль о том, что аномально большой атомный диаметр металлического алюминия является следствием неполной его ионизации. Однако это несовместимо с химией алюминия, так как ион Al3+ стабилен, а Al+ фактически неизвестен. Наиболее вероятно предположение, что аномалия в кристаллической решетке алюминия является следствием перекрытия электронов первой зоны Бриллюэна гранецентрированной кубической структуры. Te же самые рассуждения применимы к индию, однако здесь возникают дополнительные осложнения, которые связаны с возможностью неполной ионизации атома индия.

Рассматривая образование твердого раствора на основе магния, правильнее использовать атомный диаметр металлического алюминия, так как в самих кристаллах магния имеются перекрытия Бриллюэна. Правда, первая зона для магния перекрывается в меньшей степени, чем для алюминия, поэтому «металлический» диаметр алюминия окажется завышенным. Любая попытка уточнить диаметр включает до некоторой степени произвольные допущения, поэтому лучше использовать «металлический» диаметр с оговоркой, что действительный объемный фактор является, по-видимому, несколько менее благоприятным, чем вычисленный. Однако для индия аномально большое межатомное расстояние в кристалле элемента — это следствие не только перекрытия зон, но и склонности к неполной ионизации. Так как в твердом растворе магния атом индия находится в полностью ионизированном состоянии, следует вводить поправку на неполную ионизацию, используя приближенный поправочный коэффициент, рассмотренный ранее.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна