Как взаимодействуют атомы Pb и Bi

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Pb и 10 моль атомов Bi 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 Pb + 10 Bi298–1910 K10 Bi + 10 Pb

10 Pb + 10 Bi1910–2019 K10 Pb + 10 Bi (gas)

10 Pb + 10 Bi2019–3000 K10 Bi (gas) + 10 Pb (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Bi и Pb*

Анализ термодинамического равновесия системы свинец-висмут в широком температурном интервале указывает на отсутствие химического сродства между данными элементами в газовой фазе. Отсутствие новых продуктов реакции свидетельствует о том, что образование бинарных соединений Pb–Bi энергетически невыгодно, а их свободная энергия Гиббса при данных условиях остается положительной. Это объясняется близостью элементов в периодической системе: схожесть электроотрицательностей и атомных радиусов свинца и висмута препятствует созданию прочных химических связей, что приводит к формированию простых физических смесей или твердых растворов вместо устойчивых интерметаллидов.

Наблюдаемая динамика системы определяется исключительно фазовыми переходами. При повышении температуры до 1910 К и выше происходит постепенный переход компонентов в газообразное состояние. Энергия системы расходуется не на преодоление активационного барьера химической реакции, а на разрыв сил межмолекулярного взаимодействия для испарения металлов. Таким образом, поведение системы носит чисто физический характер, где равновесие смещается в сторону газовой фазы по мере роста энтропии. Подобные расчеты имеют существенное значение для процессов вакуумной металлургии и разделения компонентов легирующих сплавов методом селективного испарения, позволяя точно определить температурные пороги перехода веществ из конденсированного состояния в пар при заданном давлении.



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