Как взаимодействуют атомы Fe и Ir

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Fe и 10 моль атомов Ir 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 Fe + 10 Ir298–3000 K10 Fe_-a;-a;-g;-d + 10 Ir

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Ir и Fe*

Анализ термодинамического равновесия системы железо-иридий в газовой фазе указывает на отсутствие химического взаимодействия компонентов в широком температурном интервале от 298 до 3000 К при атмосферном давлении. С точки зрения физической химии, такое поведение объясняется тем, что энергия связи в гипотетических газообразных кластерах или молекулах Fe-Ir недостаточна для компенсации значительного энтропийного вклада, который всегда доминирует в одноатомных газах при высоких температурах. Несмотря на то, что в конденсированном состоянии эти металлы способны образовывать твердые растворы и интерметаллические соединения, в газовой фазе термодинамический потенциал системы стремится к сохранению индивидуальных атомных состояний.

Отсутствие продуктов реакции может быть также обусловлено высокой химической инертностью иридия, одного из самых благородных металлов платиновой группы, что затрудняет спонтанное образование связей с железом без внешнего воздействия или специфических условий давления. С кинетической точки зрения взаимодействие в газовой фазе при 1 атм маловероятно, так как вероятность столкновения атомов с энергией, достаточной для преодоления активационного барьера формирования устойчивого комплекса, невелика по сравнению со скоростью их диффузии. Подобные расчеты имеют принципиальное значение при проектировании процессов физического осаждения из паровой фазы (PVD) или при моделировании условий в высокотемпературных плазменных синтезах, позволяя определить, будут ли компоненты осаждаться независимо или в виде предварительно сформированных газофазных соединений.



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