Как взаимодействуют атомы Cd и La

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Cd и 10 моль атомов La 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 Cd + 10 La298–1041 K10 Cd_-g + 10 La

10 Cd + 10 La1041–3000 K10 La + 10 Cd (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий La и Cd*

Анализ термодинамического взаимодействия атомов кадмия и лантана в газовой фазе указывает на отсутствие выраженного химического сродства между данными элементами в широком температурном интервале. Отсутствие образования новых соединений при температурах от 298 до 3000 К свидетельствует о том, что энергия связи гипотетических молекул или кластеров системы La-Cd недостаточна для того, чтобы компенсировать значительный выигрыш в энтропии, характерный для существования независимых атомов в газовом состоянии.

Подобное поведение объясняется фундаментальными различиями в электронном строении лантаноида и элемента главной подгруппы II группы. Несмотря на высокую электроположительность лантана, термодинамический барьер образования стабильных газофазных комплексов с кадмием остается непреодолимым даже при экстремальном нагреве до 3000 К. Это означает, что система характеризуется положительной энергией Гиббса для реакций синтеза в указанных условиях, что делает взаимодействие химически невыгодным.

Полученные данные имеют существенное практическое значение для процессов вакуумного напыления и со-испарения материалов. Отсутствие газофазных реакций гарантирует, что при совместном испарении этих металлов они будут достигать подложки в виде индивидуальных компонентов, не образуя промежуточных летучих соединений. Это позволяет точно контролировать стехиометрию получаемых тонких пленок или композиционных покрытий, полагаясь на скорость испарения каждого элемента по отдельности, а не на кинетику их взаимодействия в объеме камеры. Любое взаимодействие между данными металлами, вероятнее всего, будет протекать исключительно в конденсированной фазе при соответствующих условиях диффузии.



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