Как взаимодействуют атомы As и Gd

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов As и 10 моль атомов Gd в газовой фазе, с учётом следующих допущений:

  • Приведён равновесный состав системы в указанном интервале температур при давлении 1 атм.
  • Каждое вещество рассматривается как индивидуальная фаза.
  • Фаза каждого конкретного газа-продукта не образует газовых растворов с другими фазами.
10 As + 10 Gd298–877 K10 As_-a,metal + 10 Gd_-a;-b

10 As + 10 Gd877–1920 K10 Gd_-a;-b + 2.5 As4 (gas)

10 As + 10 Gd1920–3000 K10 Gd_-a;-b + 5 As2 (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Gd и As*

Рассматриваемая система Gd-As демонстрирует выраженную температурную зависимость фазового состава, при которой доминирующим процессом становится изменение агрегатного состояния и молекулярности мышьяка. В области низких температур компоненты сохраняют свою индивидуальность в металлическом состоянии, что указывает на отсутствие термодинамического стимула для спонтанного взаимодействия в данных условиях или наличие высокого кинетического барьера.

С повышением температуры до 877 К наблюдается интенсивная сублимация мышьяка с переходом вещества в газовую фазу в форме тетрамера As4. Тот факт, что гадолиний остается в металлическом состоянии, свидетельствует о том, что при давлении 1 атм летучесть мышьяка превалирует над его химическим сродством к лантаноиду. Дальнейший нагрев системы выше 1920 К приводит к термической диссоциации As4 на димеры As2, что является классическим поведением для элементов V группы вследствие ослабления ковалентных связей при высоких температурах.

Отсутствие в результатах устойчивых бинарных соединений может быть обусловлено тем, что равновесие смещено в сторону газовой фазы мышьяка, что делает образование интерметаллидов термодинамически невыгодным по сравнению с испарением одного из реагентов. Подобные расчеты имеют принципиальное значение при проектировании процессов вакуумного напыления или синтеза полупроводниковых материалов, так как позволяют определить критические температуры, при которых начинается неконтролируемый унос летучих компонентов из зоны реакции.



* Из-за большого количества расчетных данных, анализ расчетов осуществлялся нейросетью. В выводах могут присутствовать ошибки. Если вы обнаружили спорные моменты, напишите нам.