Вопрос в начале параграфа, страница 35 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Вопрос в начале параграфа. Параграф 8. Металлическая связь. Водородная связь. Глава II. Строение вещества - страница 35.

Условие.

• Как образуются интерметаллические соединения?

Решение.

Решение 2.

Интерметаллические соединения, или интерметаллиды, представляют собой химические соединения между двумя или более металлами, которые имеют упорядоченную кристаллическую структуру, отличную от структур исходных металлов. Их образование — это сложный физико-химический процесс.

Процесс образования интерметаллидов можно описать следующими ключевыми этапами и условиями:

1. Взаимодействие в жидкой фазе: Наиболее распространенный способ образования интерметаллидов — это кристаллизация из расплава. Когда два или более металла смешиваются в жидком состоянии, их атомы могут вступать в химическое взаимодействие. При последующем охлаждении и затвердевании расплава, если термодинамические условия благоприятны, атомы разных металлов располагаются в кристаллической решетке в строго определенном порядке, образуя новую фазу — интерметаллическое соединение. Этот процесс можно наблюдать на диаграммах состояния систем металлов, где интерметаллиды отображаются в виде вертикальных линий (соответствующих стехиометрическому составу) или узких областей гомогенности. Часто температура плавления интерметаллида оказывается выше, чем у исходных компонентов, что свидетельствует о прочной химической связи.
2. Твердофазные реакции: Интерметаллиды могут образовываться и без перехода в жидкое состояние, путем реакций в твердой фазе. Этот процесс основан на взаимной диффузии атомов одного металла в кристаллическую решетку другого. При нагревании до достаточно высоких температур (но ниже температуры плавления) атомы приобретают достаточную энергию для перемещения. В зоне контакта двух металлов происходит постепенное формирование упорядоченной структуры интерметаллического соединения. Этот метод часто используется для создания покрытий или тонких слоев.
3. Химическая связь и стехиометрия: В отличие от твердых растворов (сплавов), где компоненты смешиваются в произвольных соотношениях в определенном диапазоне, интерметаллиды имеют, как правило, постоянный состав, который можно выразить простой химической формулой. Например, $Ni_3Al$, $CuAl_2$, $Fe_3C$ (цементит). Это связано с тем, что связь в интерметаллидах носит смешанный характер: наряду с металлической связью, характерной для сплавов, присутствует значительная доля ковалентной и/или ионной связи. Именно этот смешанный тип связи определяет их уникальные свойства: высокую твердость, хрупкость, высокую температуру плавления и химическую стойкость, которые отличают их от исходных металлов.

Таким образом, образование интерметаллического соединения — это результат химического взаимодействия между металлами, приводящего к возникновению новой фазы с упорядоченной кристаллической структурой и определенным соотношением компонентов.

Ответ: Интерметаллические соединения образуются в результате химического взаимодействия между различными металлами, которое приводит к формированию новой кристаллической фазы с упорядоченной структурой и, как правило, постоянным стехиометрическим составом (например, $NiAl$, $Ti_3Al$). Основные пути образования — это кристаллизация из совместного расплава при его охлаждении или взаимная диффузия атомов в твердой фазе при повышенных температурах.