Файл: Макаров Е.С. Изоморфизм атомов в кристаллах.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 169

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Изоморфные

 

 

 

 

 

Изоморфные смеси

 

элементы и

 

 

 

 

 

 

ионы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

<

 

 

 

 

Мп—1г

IV

45

4

18

4

Сплавы Мп—32 ат. %

Ir

Mn 2 + — IrH -

 

—

—

 

 

М п 3 + _ 1г*+

 

35

—

5

—

 

 

Мп4 +—1г4 +

 

80

—

13

—

 

 

Mn—Pb

I

— .

35

—

29

 

 

Мп2+—РЬ2+

 

5

.—.

50

 

 

 

M n 3 + — Р Ь 2 +

 

85

—

88

 

 

 

M n 4 + — Р Ь 2 +

 

130

—

100

—

 

 

Мп2 +—РЬ«+

 

65

—

5

—

 

 

M n 3 + — Р Ь 4 +

 

15

—

27

—

 

 

Мп*+—РЬ4 +

 

60

—

40

_0

 

 

Mn—Pd

IV

—

5

.

Сплавы Мп—20 ат. %

Pd

М п 2 + — P d 3 +

 

66

—

0 . —

 

 

М п 3 + — P d 3 +

 

14

—

21

. —

 

 

М п 4 + — P d 3 +

_

59

—

33

.—.

 

 

Mn 2 + — Pd 4 +

100

—

23

—

 

 

Mn 3 + — Pd 4 +

20

—

2

—

 

 

Mn 4 + — Pd 4 +

 

25

—

8 —

Сплавы Мп—30 ат. %

Rh

Mn—Rh

IV

•—•

3

•—

4

Мп2+—Rh3"T

 

70

—-

18

— .

 

 

Mn 3 + — Rh 3 +

 

10 —

3 —

 

 

Мп*+—Rh3 +

 

35

—

10

. —

 

 

Мп—Ru

ІУ

—

2

—

8

 

 

Мп2+—RU 4+

90

—

19

—

 

 

М п 3 + — R u 4 +

 

10

—

2

—

 

 

М п 4 + — R u 4 +

.

35

—

10

—

 

 

Мп—ТІ

I

—

32

—

36

 

 

Мп2+—Т1+

 

40

—

22

—

 

 

Мп3 +—Т1+

 

120

— .

123

—

 

 

Мп4 +—Т13 +

 

75

—

58

—

 

 

Мп2 +—Т13 +

 

50

—

19

— .

 

 

Мп3 +—Т13 +

 

30

—

44

—

 

 

Мп—Re

II п

—

5

—

4

 

 

Мп 7 + — Re 7 +

 

170

—

22

—

 

 

Мп—Sr

I

—

64

—

43

 

 

Мп 2 + — Sr 2 +

 

55

—

40

—

 

 

Мп—V

III

—

3

—

4

 

 

М п 2 + — V 2 +

 

15

— .

10

—

 

 

М п 2 + — V 3 +

 

50

—

8 —

 

 

Мп2+—V4 +

— .

95

—

27

—

 

 

М п 3 + — V 2 +

 

105

—

33

— .

 

 

М п 3 + — V 3 +

 

30 — .

12

—

 

 

М п ч + — V 4 +

 

15

—

5

—

 

 

М п 4 + — V 2 +

 

140

—

47

—

 

 

М п 4 + — V 3 +

 

75

—

23

—

 

 

М п 4 + — V 4 +

 

30

 

5

 

 

 

Литература»

[74]

[741

[74Г,

[741;

[74]

[74};

[74]

[741

Судя по большому числу химически взаимоиндифферентных элементов с марганцем (см. таблицу), можно ожидать прояв­ ления его изоморфизма со многими из них. Однако для боль­ шинства приведенных в таблице пар элементов изоморфизм не изучен.

Непрерывные ряды твердых растворов металлический мар­

ганец образует с Fe, Со, Ni, Си, Pt и,

по-видимому, некоторы­

ми другими элементами в не изученных

еще системах.

Широкие ряды

твердых

растворов в марганце дают AI, Au,

•Ga, Ge, Ir, Pd, Rh,

Zn, Сг

(см. таблицу).

Co многими из этих элементов марганец обладает совершен­ ным изоморфизмом в системах интерметаллических соединений, включая силициды и халькогениды.

Наибольшее минералого-геохимическое значение имеет со­ вершенный изоморфизм двухвалентного марганца с железом во всех их кислородных соединениях и минералах, включая сили­

каты и фосфаты, а также с кальцием

в карбонатах, гранатах,

пектолите [111, 160].

 

Известно, что марганец обладает

переменной валентностью

>от + 2 до +7, что проявляется как в

образовании дискретных

•соединений марганца разной валентности, так и в образовании широких областей однородности отдельных фаз, например в -окислах и сульфидах. Поэтому весьма вероятен изоатомный гетеровалентный изоморфизм разнозаряженных ионов марган­ ца, например Мп2 + и Мп3 +, Мп2 + и Мп4 + и т. д., в окислах и •сульфидах марганца переменного состава. Однако подобного рода изоморфизм марганца изучен еще очень мало.

Мо

М о л и б д е н : г м е х = 1 , 3 6 А; л М о 4 + = 0,70 А; г М о б + = 0 , 6 2 А;

горб =

.Изоморфные элементы и ионы

Группа А Мо—W

Мо 4 + — W 4 +

Мо 4 + — W 6 + Моб+ — W 4 +

Мо«+—W6 +

JVlo— Re

1 >45 А;

Тип диаграммы состояния

III

—

. —

—

ІУ

Хмо4 + ~ 2 ^5

ккал/г-атом; Хмо6 + =

кшл!г-атом

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

- -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изоморфные смеси

 

 

Литература

 

 

 

 

 

 

 

н

О

оо.

 

 

 

 

 

 

 

Е

 

 

 

 

 

 

<

Я

<

 

 

 

 

 

 

<

 

 

 

 

 

 

 

 

<

 

 

 

 

 

 

 

—

1

—

7

Сплавы

Мо—W

 

 

[74]

35

 

0

—

 

 

—

 

 

—

0

 

13

—

 

 

—

 

 

—

60

 

13

—

 

 

—

 

 

—

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

0

—

Вульфениты,

повел литы,

ше-

[ I l l ]

—

 

 

елиты

и т.

д.

 

Re

[74, 145]

—

—

—

Сплавы

Мо—42 ат.

%

 

 

 

 

(Мо,

Re) Si2

 

 

 

Изоморфные элементы и ноны

Тип диаграммы состояния

1

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

«о

5?

 

ег-

Изоморфные смеси

Литература

5

 

 

X

Ю

 

 

 

а;

 

 

 

О

ГІ.

 

 

 

S

 

 

 

<

<

<

V?

 

 

<

 

 

 

 

 

 

 

Мо 4 + — Re 4 +

 

25

 

 

 

Молибденит

 

[111,

122)

Мов+—Re4 +

—

10

—

 

—

 

—

 

—

 

Мо 6 + — Re 7 + — 0 — 11 —

 

—

 

—

Мо—Nb

I I I

—

5

—

0

Сплавы

Mo—Nb;

MooAl—

[74,

191}

 

 

 

 

 

 

Nb3 Al

 

 

 

 

Mo 4 + — Nb 4 +

—

15

 

6

 

 

 

 

—

 

Мо*+—Nb5 +

—

5

—

1

 

 

—

 

—

 

Мо*+—Nb4 +

—

40

—

19

 

 

—

 

—

 

Мо«+—Nb5 +

—

30

—

11

 

 

—

 

—

 

Mo—Та

III

—

7

—

0

Сплавы

Mo—Та

 

[74J

Мо*+—Та6 +

—

25

—

3

 

—

 

—

 

 

 

 

 

М 0 в + _ Т а 5 + — 50

— 6

 

 

—

 

—

 

Мо—Ті

I I I

—

7

—

4

Сплавы

Mo—Ті

 

[74}

Мо«+—ТІЗ+

—

20

—

9

 

—

 

—

 

 

 

 

 

М о 4 + — Т і 4 + — 15 — 3

 

 

—

 

—

 

Мо«+—Ті*+

—

10

—

10

 

 

—

 

—

 

Мо—V

I I I

—

1

—

7

Сплавы

Mo—V

 

[74J

Мо*+—V2+

—

70

—

26

 

—

 

—

 

 

 

 

 

Мо*+—V»+

—

5

—

6

 

 

—

 

—

 

М о 4 + — V 4 +

— 40 — 11

 

 

—

 

—

 

М о 4 + — V 5 +

— 65 — 19

 

 

—

 

—

 

Мо«+—V*+ — 15 — 1

 

 

—

 

—

 

Мо—Pt

III

—

1

—

7

Сплавы

Mo—Pt

 

[741

Мо*+ — Pt 2 +

—

20

—

14

 

—

 

—

 

 

 

 

 

M o e + — P t 4 + — 25 — 5 —

 

—

 

—

 

Мо—Cr

III

—

79

—

4

Сплавы Mo—Cr

 

[74}

Мо 4 + — Сг 3 + —

15

— 11 —

 

—

 

—

 

Мо«+—Сг«+

—

90

—

19

—

 

—

 

—

 

Группа В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mo—U

Ип

—

13

—

21

Сплавы y-U—40 ат.

% Mo

[74,

178)

Мо*+—U4 +

—

55

—

39

—

 

—

 

—

 

М о 4 + — U e +

—

25

—

14

—

 

—

 

—

 

Мо«+—U4 +

—

80

—

57

—

 

—

 

—

 

186

Изоморфные элементы и ионы

Мо«+—U6 +

Мо—Fe Мо*+—Fe2+

.Мо*+—Fe3 +

.Мо—Al

.Мо4 +—А1з+

іГруппа С

Мо—Th

Мо4 +—Th*+ ІЧ06+—Th4 + _Мо—Sn

Мо 4 + — S n 2 + _Мо4 +—Sn4 + Мо«+—Sn4 + „Мо—Pb

Мо 4 + — P b 2 + JVio4 +—Pb4 +

Mo*+—Pb2+ Mo«+—Pb4+ JVlo—Mg

M o J + — M g 2 + Mo—Cu

,Mo4 +—Cu2 +

диаграммыТип состояния

s

 

 

 

 

5

<

<

о

 

<

 

 

4

 

 

 

 

 

?

 

-я

 

Изоморфные смеси

 

 

0^

 

 

8

s

s

к

 

 

0

 

 

 

 

 

ь.

 

—

 

—

 

<|

—

50

29

 

IV

—

8

—

4

Сплавы Мо—21 ат. % Fe

—

50

—

5

—

—

—

0

—

9

—

—

I V

—

5

—

16

Сплавы Мо—20 ат. % A l

—

15

—

37

—

—

I?

—

32

—

24

—

—

70

 

46

—

—

—

95

—

65

—

—

I?

—

3

—

0

—

—

65

—

33

—

—

—

30

—

1

—

—

—

5

—

15

—

—

I?

—

29

—

42

—

—

60

—

13

—

—

—

10

—

64

—

—

—

85

—

94

—

—

—

15

—

36

—

—

I?

—

18

—

3

—

—

60

—

6

—

—

I

—

7

—

7

—

—

0

—

3

—

—

Литература

[192]

[74]

—

—

[74]

—

[74]

—

—

[74]

—

—

—

[74]

—

—

—

—

[74]

—

[74]

—

В металлических системах молибден обладает совершенным изоморфизмом с Cr, Nb, Pt, Та, Ті, V, W и, по-видимому, неко­ торыми другими металлами в еще не изученных системах.

Широкий изоморфизм металлического молибдена прояв­ ляется в образовании им твердых растворов с A l , Fe, Re, U.

Наибольшее минералого-геохимическое значение имеет со­ вершенный изоморфизм молибдена с вольфрамом и рением в молибдато-вольфраматных сериях минералов. Интересен слу­ чай упорядоченного изоморфизма шестивалентного урана (ура- «ильных групп и О г + ) с шестивалентным молибденом в мине­ рале умохоите [192],

N

 

 

А з о т : тк

р и с т

= 0,71 А; /-ы з+ =

0,16

А; лы в+ = 0,13 А;

 

 

горб

=

0,65

A;

X N 5 +

=

450

ккал/г-атом

 

 

диаграммы,Тип яниясосто

 

<

•л

<

 

 

 

 

 

 

 

 

£

 

 

 

 

 

 

Изоморфные

 

а

 

 

 

 

 

 

 

«и

 

 

•

^

 

 

элементы

и

 

*Ї

 

5?

С '

 

Изоморфные смеси

ионы

 

 

Q

ft

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

п.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

к.

 

<

 

 

 

Группа

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Группа

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N—С

 

Циан

 

—

8

—

 

7

 

— .

 

 

C 2 N 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

—

0

—

TiC—TiN и др.

N—О

 

Окислы

—

8

—

 

8

 

—

 

 

азота

 

 

 

 

 

 

 

 

Мз+_ов+

—

 

—

—

60

—

Оксинитриды: VN—VO и др.

N5+_C>6+

—

 

80

—

30

—

 

—

Группа С

Лите]ратура

—

[156}

—

[193]

—

N — Р

NP

—

52

—

54

—

—

М з + _ р з +

P3N5

 

 

 

 

 

 

—

—

—

174

—

—

—

 

—

140

—

170

—

—

—

Переходные металлы титан, ванадий и др. обладают способ­ ностью нейтрализовать взаимное химическое сродство атомовуглерода, азота и кислорода и делать их взаимозаместимыми в кристаллах твердых растворов карбидо-нитридов, оксинитридов, оксикарбидов и т. п. Этот факт указывает на идентичность природы межатомных связей переходный металл — неметалл (углерод, азот, кислород) в кристаллах указанных фаз. Изтаблицы видно, что атомы азота обладают совершенным изо­ морфизмом с атомами углерода и кислорода в непрерывных ря ­ дах твердых растворов TiC — TiN, VN — VO и в других анало­ гичных системах.

Весьма ограниченный изоморфизм углерода и азота обнару­ жен в природных алмазах [158].

Изоморфизм N — Р едва ли возможен из-за значительного» различия радиусов (см. таблицу).

Смотрите также файлы