Как взаимодействуют атомы Cl и Ho

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Cl и 10 моль атомов Ho 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 Cl + 10 Ho298–2980 K6.67 Ho_-a;-b + 3.33 HoCl3

10 Cl + 10 Ho2980–3000 K3.33 HoCl3 + 6.67 Ho (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Ho и Cl*

Анализ равновесного состава системы хлора и гольмия указывает на высокую термодинамическую устойчивость трихлорида гольмия (HoCl3). Высокое химическое сродство лантаноидов к галогенам обуславливает доминирование этого соединения в широком температурном интервале. Поскольку исходные компоненты введены в эквимолярном соотношении, а стехиометрия продукта предполагает соотношение металл-галоген 1:3, в системе неизбежно наблюдается избыток гольмия.

До температуры 2980 К этот избыточный металл пребывает в конденсированном состоянии, что свидетельствует о значительном различии между давлением насыщенных паров чистого гольмия и летучестью образовавшегося хлорида при данных условиях. Резкий переход металла в газообразную фазу в интервале 2980–3000 К отражает достижение температуры испарения или сублимации гольмия, при которой термодинамически становится выгодным его присутствие в газовой фазе наряду с HoCl3.

Подобные расчеты имеют большое значение при проектировании процессов химического осаждения из газовой фазы (CVD) или синтеза высокочистых редкоземельных галогенидов. Стоит учесть, что взаимодействие атомарного хлора с металлом характеризуется высокой экзотермичностью, что в реальных условиях может привести к интенсивному локальному нагреву системы. С кинетической точки зрения процесс протекает быстро благодаря высокой реакционной способности обоих компонентов, однако при использовании массивных образцов металла скорость реакции может быть ограничена диффузией через слой образовавшегося трихлорида гольмия, который может пассивировать поверхность металла.



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