Compuesto intersticial

Generalmente sucede con la mezcla de un metal y un no metal, los átomos mucho más pequeños del no metal ( átomos de impurezas, intersticiales ) se sitúan en los espacios intersticiales o vacíos en la red cristalina del metal ( elemento de acogida, elemento de base). Los compuestos de intercalación a menudo tienen propiedades metálicas. Algunos ejemplos importantes incluyen hierro-carbono, carburo de tungsteno (WC), Ti₂H o Fe₂N.

En una solución sólida en absoluto, distorsiones reticulares, que se expanden la red cristalina, como átomos adicionales para ser incorporados en la red. Para permitir esta conexión, el diámetro atómico del átomo extraño solo puede ser de aproximadamente 41% del diámetro del átomo de acogida. Además, la capacidad de almacenamiento es debido a la distorsión de la red y los asociados voltajes muy limitada. Es, por ejemplo, el compuesto de hierro y carbono, dependiendo de la temperatura de 0,10% (cristal δ-mixto), 2,06% (solución de γ-sólido) o 0,02% (solución de α-sólido). Esto significa que, por ejemplo, (a 723 °C) a 0,02% se puede lograr (a temperatura ambiente) en una solución de α-sólido hasta 0,2% de carbono.

Summarize Timeline Fact Check

Las cavidades intersticiales se encuentran posicionadas en los puntos con la mayor simetría entre los átomos o iones en la red cristalina de un sólido.

En cristalografía existen dos tipos de tipos de empaquetamiento compacto que se pueden construir a partir de capas de dos dimensiones con simetría hexagonal traslacional :

• el apilamiento hexagonal más densa ;
• el apilamiento cúbico centrado en la cara.

Los huecos intersticiales se sitúan entre dos capas de modo que hay un número igual de posiciones intersticiales en las dos rejillas. Por átomo de metal en la red, hay dos tipos de cavidades intersticiales:

• dos pequeños huecos con simetría tetraédrica entre cuatro átomos de metal;
• un gran hueco con simetría octaédrica entre seis átomos de metal.

Si la distancia entre los átomos de metal en la red es igual a d, a continuación, los cuatro átomos de metal se encuentran a una distancia ${\displaystyle \scriptstyle d{\sqrt {2}}/4\,\approx \,0,612\,d}$ de las pequeñas cavidades de la simetría tetraédrica. Los seis átomos de metal se encuentran a una distancia ${\displaystyle \scriptstyle d/{\sqrt {2}}\,\approx \,0,707\,d}$ de la gran cavidad con la simetría octaédrica.

Los metales con un estructura cúbica centrada tres cavidades intersticiales por átomo de metal. Las tres cavidades tienen la misma simetría octaédrica deformada aplanada. Si la distancia entre los átomos de metal es igual a D , entonces las dos distancias cortas entre el hueco y los dos átomos de metal adyacentes es igual a ${\displaystyle \scriptstyle d/{\sqrt {3}}\,\approx \,0,577\,d}$. La distancia más larga entre los huecos y los otros cuatro átomos de metal son el mismo ${\displaystyle \scriptstyle d\,{\sqrt {6}}\,/\,3\,\approx \,0,816\,d}$. En la práctica, las aleaciones intersticiales de metales de transición con una estructura cúbica centrada en concentraciones relativamente bajas de materiales de aleación van a una meta-estructura cristalina cúbica o hexagonal densamente apilada.

En las redes cristalinas de las estructuras de cristal abiertas, como los elementos que poseen la estructura del diamante, o compuestos con el cuarzo o estructura de la alúmina, disponen de espacios intersticiales y canales. En la foto de la derecha se puede apreciar la unidad de celda de alúmina y son visibles los espacios abiertos.

El fenómeno de las cavidades intersticiales ocupadas por pequeños átomos en rejillas de metal se conoce desde los años 30 del siglo XX. Se ha llevado a cabo investigaciones sobre la influencia que la ocupación de estas cavidades tiene, entre otras cosas, en la conductividad eléctrica y las propiedades mecánicas de los metales. Desde las primeras investigaciones se demostró, entre otras cosas:

• la presencia de átomos intersticiales no tiene casi ninguna influencia en la conducción eléctrica;
• las propiedades químicas del compuesto o aleación casi no se desvían de las propiedades químicas del metal;
• hay por lo general se pueden variar ampliamente con las concentraciones de los átomos intersticiales;
• del tipo de hueco, que está ocupada depende del tamaño del átomo intersticial;
• las propiedades mecánicas de los metales están fuertemente influenciadas por la presencia de átomos intersticiales;
• la densidad de las aleaciones intersticiales es más alto que el promedio de las densidades de los componentes.

El hecho de que las propiedades eléctricas y químicas del metal de transición no cambia indica fuertemente que la rejilla metálica y la estructura electrónica del metal cambia poco. Que la densidad de las aleaciones fue mucho mayor de lo que cabría esperar, dio un fuerte indicio de que el material de aleación añadido desapareció durante una gran parte en las cavidades intersticiales. Sobre la base de estos hallazgos, se llegó a la conclusión de que los compuestos y aleaciones, como un intersticiales soluciones sólidas de átomos pequeños se podrían considerar. en un enrejado de metal.

Compuestos intersticiales y aleaciones se distinguen de otros compuestos y aleaciones, ya que las propiedades eléctricas y químicas de las aleaciones de sustitución, compuestos intermetálicos y sales de metales de transición son muy diferentes de las propiedades eléctricas y químicas de los metales de transición.