Ποιος είναι ο ορισμός των υποκαταστάσεων και των ενδιάμεσων ενώσεων;

υποκαταστάσεις και ενδιάμεσες ενώσεις:λεπτομερής εξήγηση

Αυτοί οι όροι περιγράφουν δύο κύριους τύπους διαλυμάτων Solid State , τα οποία είναι μείγματα δύο ή περισσότερων στοιχείων όπου το προκύπτον υλικό έχει ξεχωριστή χημική σύνθεση και ιδιότητες.

1. Υποκατάστασης ενώσεις:

* Ορισμός: Σε μια υποκατάστατη ένωση, τα άτομα ενός στοιχείου αντικαθιστούν τα άτομα ενός άλλου στοιχείου μέσα στο κρυσταλλικό πλέγμα του στοιχείου ξενιστή. Αυτή η αντικατάσταση εμφανίζεται στις θέσεις lattice - Οι κανονικές θέσεις που καταλαμβάνουν τα άτομα στην κρυσταλλική δομή.

* συνθήκες: Για να διαμορφωθούν οι υποκατάστατες στερεές λύσεις, πρέπει να πληρούνται οι ακόλουθες συνθήκες:

* Παρόμοιο μέγεθος ατομικού: Τα άτομα των δύο στοιχείων πρέπει να έχουν παρόμοιες ιοντικές ακτίνες.

* Παρόμοια ηλεκτροαρνητικότητα: Τα στοιχεία θα πρέπει να έχουν συγκρίσιμη ηλεκτροαρνητικότητα για να εξασφαλίσουν παρόμοιο χαρακτήρα συγκόλλησης.

* Παρόμοια κρυσταλλική δομή: Τα στοιχεία θα πρέπει να έχουν συμβατές κρυσταλλικές δομές για να επιτρέψουν την εύκολη υποκατάσταση.

* Παραδείγματα:

* Brass: Ένα υποκατάστατο κράμα χαλκού (Cu) και ψευδαργύρου (Zn) όπου τα άτομα Zn αντικαθιστούν μερικά άτομα Cu στο πλέγμα Cu.

* χάλκινο: Ένα κράμα χαλκού και κασσίτερου (SN) όπου τα άτομα SN αντικαθιστούν μερικά άτομα Cu στο πλέγμα Cu.

* ασήμι στερλίνα: Ένα υποκατάστατο κράμα αργύρου (AG) και χαλκό (Cu) όπου τα άτομα Cu αντικαθιστούν μερικά άτομα Ag στο πλέγμα Ag.

* Γερμανικό doped με αρσενικό: Τα αρσενικά άτομα υποκαθιστούν ορισμένα άτομα γερμανίου στο πλέγμα γερμανίου, δημιουργώντας έναν ημιαγωγό τύπου Ν.

2. Διάμεσες ενώσεις:

* Ορισμός: Στις ενδιάμεσες ενώσεις, τα άτομα ενός μικρότερου στοιχείου καταλαμβάνουν τα διαστρεβλωμένα (κενά διαστήματα) μέσα στο κρύσταλλο πλέγμα ενός μεγαλύτερου στοιχείου. Αυτό σημαίνει ότι τα μικρότερα άτομα "ταιριάζουν" στα κενά μεταξύ των ατόμων του ξενιστή.

* συνθήκες: Οι διάμεσες ενώσεις σχηματίζονται όταν:

* Το μέγεθος των μικρότερων ατόμων είναι σημαντικά μικρότερο από το μέγεθος των ατόμων του στοιχείου του ξενιστή.

* Τα μικρότερα άτομα είναι συνήθως μη μέταλλα, όπως ο άνθρακας, το άζωτο ή το υδρογόνο.

* Παραδείγματα:

* χάλυβα: Σίδηρος (Fe) με διάμεσο ατόμων άνθρακα (C). Η προσθήκη άνθρακα ενισχύει το πλέγμα σιδήρου.

* Cementite (FE3C): Μια ένωση όπου τα άτομα άνθρακα καταλαμβάνουν συγκεκριμένες διάμεσες θέσεις μέσα στο πλέγμα σιδήρου.

* ΔΙΑΤΡΟΦΗ ΚΑΡΚΕΔΙΑ: Ενώσεις όπως καρβίδιο βολφραμίου (WC) και καρβίδιο τιτανίου (TIC), όπου τα άτομα άνθρακα καταλαμβάνουν ενδιάμεσες θέσεις στο μεταλλικό πλέγμα, με αποτέλεσμα σκληρά και ανθεκτικά σε φθορά υλικά.

* Hydrides: Μεταλλικά υδρίδια όπως υδρίδιο παλλαδίου (PDH) όπου τα άτομα υδρογόνου καταλαμβάνουν διάμεσες θέσεις στο πλέγμα παλλαδίου.

Βασικές διαφορές:

| Χαρακτηριστικό | Αντικαταστάσεις ενώσεις | Διάμεσες ενώσεις |

| --------------------- | ---------------------------- | -------------------------------------------------------------------

| Τοποθεσία του ατόμου | Ιστοσελίδες πλέγματος | Διεθνούς |

| Μέγεθος ατόμων | Παρόμοια | Σημαντικά διαφορετικά |

| Δεσμός | Κυρίως μεταλλικό | Κυρίως μεταλλικό, αλλά μπορεί να είναι ομοιοπολικό |

| Παραδείγματα | Ορείχαλκο, χάλκινο, ασήμι sterling | Χάλυβα, cementite, καρβίδια |

Η κατανόηση αυτών των διακρίσεων είναι ζωτικής σημασίας για την ανάλυση των ιδιοτήτων και των εφαρμογών διαφόρων υλικών στερεάς κατάστασης. Οι υποκατάστατες ενώσεις συχνά εμφανίζουν αλλαγές στις φυσικές ιδιότητες όπως η αγωγιμότητα, το σημείο τήξης και η ολκιμότητα, ενώ οι διάμεσες ενώσεις τείνουν να ενισχύουν τη σκληρότητα, τη δύναμη και την αντίσταση στη φθορά.