Как взаимодействуют атомы He и Lu

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов He и 10 моль атомов Lu 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 He + 10 Lu298–3000 K10 Lu + 10 He (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Lu и He*

Рассматриваемое взаимодействие между лютецием и гелием характеризуется полным отсутствием химического сродства в широком температурном диапазоне от 298 до 3000 К. С точки зрения электронной структуры, такая инертность обусловлена предельной стабильностью замкнутой электронной оболочки гелия, что делает его практически неспособным к образованию химических связей даже при воздействии высокоактивных металлов редкоземельной группы. Лютеций, несмотря на свою металлическую природу и наличие доступных орбиталей, не может вызвать достаточную поляризацию атомов благородного газа для создания устойчивых соединений в газовой фазе.

Термодинамически система остается смесью исходных компонентов, так как свободная энергия Гиббса любого гипотетического продукта взаимодействия будет существенно положительной, что делает протекание реакции невозможным. Даже при значительном повышении температуры до 3000 К тепловой энергии недостаточно для преодоления энергетического барьера, необходимого для разрыва стабильной конфигурации электронов гелия. Подобные расчеты имеют принципиальное значение при проектировании высокотемпературных технологических процессов и разработке материалов, где гелий используется в качестве защитной среды. Результаты подтверждают абсолютную химическую совместимость данных веществ, что позволяет использовать этот газ для создания инертной атмосферы при термической обработке или плавлении металлов группы лантаноидов без риска изменения состава системы или образования нежелательных фаз.



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