Как взаимодействуют атомы Ir и Au

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Ir и 10 моль атомов Au 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 Ir + 10 Au298–3000 K10 Au + 10 Ir

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Au и Ir*

Анализ термодинамического равновесия системы Ir-Au в газовой фазе указывает на отсутствие химического взаимодействия в широком температурном интервале от 298 до 3000 К. Столь выраженная инертность обусловлена природой компонентов: иридий и золото являются благородными металлами с высокой энергией ионизации и низкой электроотрицательностью, что минимизирует их химическое сродство друг к другу в условиях разреженной газовой среды.

Отсутствие новых продуктов реакции свидетельствует о том, что свободная энергия Гиббса для образования гипотетических молекулярных соединений или кластеров Ir-Au остается положительной на всем расчетном отрезке. В газовой фазе доминирует энтропийный фактор, который препятствует объединению двух отдельных атомов в единую молекулу, если это не сопровождается значительным выигрышем по энтальпии. Несмотря на то, что в конденсированном состоянии эти элементы способны образовывать твердые растворы и интерметаллические фазы, в газовом состоянии механизмы их взаимодействия кинетически и термодинамически подавлены.

Подобные расчеты имеют принципиальное значение для материаловедения, особенно при проектировании процессов вакуумного напыления или физического осаждения из паровой фазы (PVD). Понимание того, что металлы остаются химически независимыми в газовом состоянии даже при экстремальном нагреве до 3000 К, позволяет с высокой точностью контролировать стехиометрию многокомпонентных тонких пленок и предсказывать структуру интерфейсов в многослойных покрытиях, где смешивание компонентов происходит преимущественно в твердой фазе за счет диффузии, а не в результате газофазных реакций.



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