Химические соединения

Механические смеси образуются, если компоненты растворимы в жидком и практически нерастворимы в твердом состоянии. Строение этих сплавов неоднородное – двухфазное. Такой сплав имеет два типа кристаллической решетки: решетку компонента А и решетку компонента В. Такие сплавы образуют элементы, значительно отличающиеся по свойствам.

Твердые растворы образуются в случае взаимной растворимости компонентов как в жидком так и в твердом состоянии. При этом один компонент (которого больше) сохраняет свою кристаллическую решетку, второй компонент в виде отдельных атомов располагается в решетке первого. Первый компонент называется растворителем, второй – растворимым.

Твердые растворы имеют однородное (однофазное) строение с решеткой растворителя.

Различают твердые растворы внедрения и замещения. В первом случае атомы растворимого проникают в межузельное пространство решетки растворителя.

Эти сплавы образуют металл с неметаллами, имеющими малые атомные радиусы (H, N, C, B). Эти элементы образуют ограниченные растворы, не превышающие 1…2%.

В твердых растворах замещения атомы растворимого располагаются в узлах решетки растворителя, замещая его атомы. Эти растворы могут быть как неограниченной растворимости, так и ограниченной. Неограниченные твёрдые растворы образуют изоморфные компоненты (имеющие близкие по типу и параметрам кристаллические решётки), атомные радиусы которых отличаются не более чем на 8…15%.

Растворимое занимает, как правило, произвольные места в узлах решетки растворителя, образуя неупорядоченные твердые растворы. В то же время при снижении температуры может наблюдаться перераспределение атомов растворимого с образованием упорядоченных твердых растворов. Структура таких растворов называется сверхструктурой, и они рассматриваются как промежуточные между твердыми растворами и химическими соединениями.

Химические соединения образуются в случае химического взаимодействия компонентов при кристаллизации. При этом строго определенное число атомов компонента А взаимодействует химически с определенным числом атомов компонента В, образуя одно химическое соединение типа

A _nB _m.

Химические соединения имеют ряд особенностей:

1) соединение имеет свой тип кристаллической решетки, отличной от решеток компонентов;

2) свойства соединений отличны от свойств компонентов;

3) разложение соединения (диссоциация) происходит при постоянной температуре.

Кроме названных типов сплавов, существуют еще множество промежуточных фаз сплавов, которые не могут быть полностью отнесены ни к одному из названных типов.

Исследование сплавов производится на основе диаграмм состояния сплавов.