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金属间化合物定义?

发布时间:2024-09-02 21:58编辑:冶金属归类:金属资讯

一、金属间化合物定义?

金属与金属或金属与准金属 (如 H、B、N、S、P、C、Si等)形成的化 合物。

金属的原子按一定比例化合,形成与原来两者的晶 格均不同的合金组成物。

金属间化合物与普通化合 物不同,其组成可在一定范围内变化,组成元素的化 合价很难确定,但具有显著的金属结合键。

金 属间化合物的结构是由原子价、电子 浓度、原子(或离子)半径等多个因素 决定的。

二、金属化合物和金属间化合物的差别?

合金组元件发生相互作用而形成一种具有金属特性的物质称为金属化合物,就碳钢来说吧,金属化合物不单是金属之间,还有非金属,但最后产物一定要有金属特性。

然后金属间化合物从字面理解就是金属元素之间化合,据最新的资料金属之间是可以化合的(与书本上说的不一样),例如Mg2Sn和Mg2Pb,比较两者概念可知,后者是属于前者的

三、金属化合物颜色?

1、红色固体:铜,氧化铁

2、绿色固体:碱式碳酸铜

3、蓝色固体:氢氧化铜,硫酸铜晶体

4、紫黑色固体:高锰酸钾

5、淡黄色固体:硫磺

6、无色固体:冰,干冰,金刚石

7、银白色固体:银,铁,镁,铝,汞等金属

8、黑色固体:铁粉,木炭,氧化铜,二氧化锰,四氧化三铁,(碳黑,活性炭)

9、红褐色固体:氢氧化铁

10、白色固体:氯化钠,碳酸钠,氢氧化钠,氢氧化钙,碳酸钙,氧化钙,硫酸铜,五氧化二磷,氧化镁

四、金属化合物溶液的颜色?

含2价铁离子的是浅绿色,3价铁离子的是黄色。铜离子是蓝色。除此之外,就没有特殊的了。

五、不同种类的金属间化合物?

两种 金属的原子按一定比例化合,形成与原来两者的晶 格均不同的合金组成物。

金属间化合物与普通化合 物不同,其组成可在一定范围内变化,组成元素的化 合价很难确定,但具有显著的金属结合键。

其化学 成分通常符合AB形式,在金属功能材料中,有RCo(R为稀土金属)为基的永磁材料,储氢材料LaNi、 FeTi,磁致伸缩材料TbFe,形状记忆材料NiTi,半 导体材料GaAs、GaP、InSb等,超导材料NbSn、 VGa等,吸气剂ZrAl等。金属间化合物是受到普 遍重视的新型材料

六、为什么化合物颜色的深浅可以常用来衡量化合物内金属原子和非金属原子之间化学键的共价程度?

类似AgCl → AgBr → AgI 这种颜色随阴离子变化且加深的现象,一般认为与“(电)(转)移跃迁”(CT, Charge Transfer Transition)致色能力增强相关[1]

荷移跃迁:当化合物接收辐射能量时,发生在以不同原子为中心的分子轨道之间的跃迁。

在无机盐的体系里形象点说就是,阳离子对的阴离子的电子虎视眈眈,想抢过来用用但就差一口气,在光的助力下能在极短的时间内把电子抢来,形成激发态,很快又回到基态。

如果可见光强度足够的话也有可能发生光氧化还原反应,比如卤化银和高锰酸钾的光解反应,所以荷移跃迁有时也被称作“光化学氧化还原作用”。

一种毫无抽象美的写法是 (指Donor-Acceptor Complex:电子供体与受体复合物,可以看成是类似Lewis酸碱对的概念)

比如研究最多的卤化银

溴化银光解Gurney-Mott 机理的示意图,后面讲的是导带电子由随机的扩散移动过程扩散到陷阱(图中的speck,“灰尘”)的位置,之后陷阱电子再把一个填隙银离子吸引到电子所在的位置,逐渐聚集形成银颗粒。来自https://radiologykey.com/image-receptors/

荷移跃迁致色也就是说荷移跃迁吸收的光波长在可见光范围内。

“颜色越深”通常可以翻译成(摩尔)吸光系数,和样品形态、光的波长、带隙、是否禁阻等很多因素相关。有经验近似[2]

定性估计的话,电荷转移可以用Marcus理论[3] [4]: ,kCT是电荷转移的速率常数,没见过的话就当成Arrhenius公式看,即“活化能”越低,荷移跃迁越快,越“容易”。

https://www.nature.com/articles/ncomms2708

荷移跃迁不是禁阻的,所以只讨论“活化能”也可以接受,综上,一些中文资料会按极化理论展开:

附加离子极化的结果改变了离子化合物的电子云分布,使原本的离子键有向共价键转化,缩短了核间距,从而实际加强了离子间的结合力,降低了体系的势能……发生了从阴离子到阳离子的电荷迁移从而使物质显色……离子的极化能力越强、变形性越大,附加极化作用越强,颜色越深[5]

这个就是“化合物颜色的深浅可以用来衡量化合物内金属原子和非金属原子之间化学键的共价程度”的“依据”。这个说法大概是按电荷转移谱带强度的公式写的,“缩短了核间距”是和“不极化”相比。

很明显,上面这个说法过于粗略了,极化理论的味道太浓,因果性讲的少。

因为遇不到Marcus反转的例子,一些资料会直接给出大致的顺序[6],阳离子一般直接说是原子序数增加CT需要的能量减少:

在理想化模型里,Marcus模型中的“活化能”可以用电极电势计算估计。所以AgCl → AgBr → AgI 或 ZnI₂ → CdI₂ → HgI₂ 的例子也可以从氧化还原反应发生趋势的角度考虑,另一些资料就采纳了这个观点:

具有相同电子构型的同一周期金属离子,随电荷增高、半径逐渐减小,其接受电子的倾向依次增 大,所产生电荷转移谱带向长波方向移动,化合物或离子的颜色随中心离子氧化能力的增强而加深[7]

其他理论的存在说明可见颜色深浅和共价程度之间关联不强,前面的推断可能存在过度理想化和臆想的成分,经不起琢磨。

  • 这个规律讨论的是主要是无机盐,讨论这类固体颜色一般要用能带论,能隙材料光吸收、光生载流子-空穴的模型更合适。
  • 而上面的讨论为了简化模型事实上把所有体系当成了Lewis酸碱对或者简单的配合物(也因为半导体/光催化方面的资料我看的少,不过化学书上一般就这么处理),会有问题。分开来讨论可能会更好。
  • 很多无机盐的颜色和晶型相关,比如红色的α-硫化汞和黑色的β-硫化汞。不同颜色的话比较“深浅”选哪个?
  • 不同价态的同种金属离子间的荷移跃迁往往导致化合物颜色极深,比如四氧化三铁和普鲁士蓝。这类混合价态的化合物一般不纳入。尤其当心硫化物。
  • 总之这个说法看看就好,颜色深浅和共价程度之间的关联只能看成是经验规律总结。(现在很多资料已经不讲关联性那么弱的内容了)

补充:能带理论可以解释的东西更多,比如这个规律中为什么大部分时候颜色变化都是白(无色)>黄>橙>红>黑的顺序,和五颜六色的过渡金属离子水溶液还有量子点明显不同。

拿骚. 李士杰,张志三译. 颜色的物理与化学:颜色的15种起源. 科学出版社, 1991.
同上

为了避免荷移跃迁和d-d跃迁混一起讨论,资料里一般只举d⁰、d¹⁰的例子,其实荷移跃迁很常见,比如部分水解的三价铁离子的黄色就和荷移跃迁的拖尾有关(见无机化学丛书)。


那个“毫无抽象之美”的表示真有这么写的:

配合物中的配体到金属电荷转移

https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Inorganic_Chemistry/Inorganic_Chemistry_(LibreTexts)/06%3A_Acid-Base_and_Donor-Acceptor_Chemistry/6.04%3A_Lewis_Concept_and_Frontier_Orbitals/6.4.03%3A_The_electronic_spectra_of_charge_transfer_complexes_illustrate_the_impact_of_frontier_or

硫化汞激发态的近似写法

M. Braun et al. / Chemical Physics Letters 361 (2002) 446–452

用化学式描述卤化银分解(早年的资料“化学反应式”里不涉及空穴,第二步是变回去)

Luckey, George W. (1955). Vacuum Photolysis of Silver Bromide and Silver Chloride. The Journal of Chemical Physics, 23(5), 882–. doi:10.1063/1.1742141

七、铝钢金属间化合物显微硬度有多大?

硬度9 以金刚石的硬度为10 作标准

(大) 铬9 铁4-5 银2.5-4 铜2.5-3 金2.5-3 铝2-2.9 铅1.5 (小)

铝:银白色 轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的 氧化膜。铝粉在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、 硝酸、盐酸、氢氧化钠和 氢氧化钾溶液,难溶于水。 相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。铝元素在地壳中的含量仅次于 氧和 硅,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属元素。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展,要求材料特性具有铝及其合金的独特性质,这就大大有利于这种新 金属铝的生产和应用。

八、金属元素和非金属元素组成的化合物一定是离子化合物吗?

不是。

举例:三氯化铝,氧化铝……一般而言,一种化合物的两种元素电负性之差小于某个值时,我们就可以判定它不是离子化合物了。电负性的概念和每种元素的电负性大小可以看大学的基础化学课程相关章节。

九、不同种类的金属间化合物由哪些元素组成?

两种 金属的原子按一定比例化合,形成与原来两者的晶 格均不同的合金组成物。

金属间化合物与普通化合 物不同,其组成可在一定范围内变化,组成元素的化 合价很难确定,但具有显著的金属结合键。

其化学 成分通常符合AB形式,在金属功能材料中,有RCo(R为稀土金属)为基的永磁材料,储氢材料LaNi、 FeTi,磁致伸缩材料TbFe,形状记忆材料NiTi,半 导体材料GaAs、GaP、InSb等,超导材料NbSn、 VGa等,吸气剂ZrAl等。金属间化合物是受到普 遍重视的新型材料

十、非金属的化合物?

由于非金属元素复杂的成键方式,几乎所有的化合物中都含有非金属元素。

如果非金属元素与金属元素一同形成无机化合物,则可以形成无氧酸盐、含氧酸盐及配合物这几类物质。

如果只由非金属元素形成无机物,则可以形成一系列共价化合物,如酸等。非金属元素碳是有机化合物的基础。

除稀有气体以外,所有非金属元素都能形成最高价态的共价型简单氢化物。

熔沸点:同一族的熔点、沸点从上到下递增。但NH3、H2O、HF的沸点因为存在氢键而特别高。

热稳定性:同一周期自左向右依次增加,同一族自上而下减少,与非金属元素电负性变化规律一样。还原性:除HF外都具有还原性,其变化规律与稳定性相反,稳定性大的还原性小。

此外C、Si、B能分别形成碳烷、硅烷、硼烷一系列非金属原子数≥2的氢化物。

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