Как взаимодействуют атомы H и Tm

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов H и 10 моль атомов Tm 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 H + 10 Tm298–2220 K10 Tm + 5 H2 (gas)

10 H + 10 Tm2220–3000 K5 H2 (gas) + 10 Tm (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Tm и H*

Анализ термодинамического равновесия системы водорода и тулия демонстрирует превалирование процессов рекомбинации водорода над образованием гидридных фаз. В широком температурном интервале до 2220 К основным продуктом взаимодействия является молекулярный водород, что объясняется высокой энергией связи H-H и относительно низким химическим сродством тулия к водороду в данных условиях. Отсутствие в результатах устойчивых соединений Tm-H указывает на их термодинамическую невыгодность по сравнению с разделением системы на чистый металл и газ.

При повышении температуры выше 2220 К происходит качественное изменение фазового состава, связанное с переходом тулия в газообразное состояние. Это свидетельствует о достижении температуры испарения или сублимации металла, при которой возрастающий вклад энтропии в свободную энергию системы делает газообразную фазу тулия более стабильной, чем конденсированная.

С кинетической точки зрения взаимодействие атомарного водорода с поверхностью металла обычно протекает крайне стремительно, однако отсутствие термодинамического стимула к образованию прочных связей Tm-H делает этот процесс малоэффективным в плане синтеза новых соединений. Подобные расчеты имеют важное значение при моделировании процессов вакуумной очистки редкоземельных элементов от водорода или при оценке стабильности материалов в высокотемпературных водородных средах, где важно понимать порог испарения металла и вероятность образования летучих гидридов.



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