Как взаимодействуют атомы Ni и Au

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

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Au и Ni*

Анализ термодинамического равновесия системы никель-золото в газовой фазе указывает на отсутствие химической активности компонентов в широком температурном интервале от 298 до 3000 К. Сохранение исходного состава свидетельствует о том, что при давлении 1 атм образование молекулярных соединений или кластеров из атомов Ni и Au энергетически невыгодно. Основной причиной такого поведения является высокая энтропия отдельных атомов в газовом состоянии, которая доминирует над возможным выигрышем в энтальпии при образовании связей между этими металлами.

Несмотря на то что никель и золото склонны к образованию устойчивых интерметаллических соединений и твердых растворов в конденсированной фазе, их взаимодействие в газовом объеме существенно ограничено. Отсутствие продуктов реакции даже при экстремальном нагреве до 3000 К подтверждает низкое химическое сродство элементов друг к другу именно в атомарном газообразном состоянии. С точки зрения кинетики, столкновения атомов в данной системе не приводят к созданию стабильных химических связей, так как любые гипотетические газообразные комплексы будут термически нестабильны и подвержены мгновенной диссоциации.

Подобные расчеты имеют принципиальное значение для материаловедения, особенно при моделировании процессов физического осаждения из паровой фазы (PVD) или анализе испарения многокомпонентных сплавов. Результаты демонстрируют, что в газовой фазе компоненты ведут себя как идеальная смесь независимых частиц, что позволяет рассматривать процессы их переноса и конденсации без учета предварительного химического взаимодействия в объеме пара.



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