CC BY
4ИЗМЕНЕНИЯ ЭНЕРГИЯ КРИСТАЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЕ АЛЮМОГИДОИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ ОТ РАДИУСА КАТИОНА
ИСОЗОДА Д.Т.
Институт энергетики Таджикистана, E-mail isoev-da mail.ru
В статье приведены закономерности изменения энергия кристаллической решетки комплексных соединение алюмогидридов щелочных и ЩЗМ металлов от радиуса катиона. Обобщены известные или уточнённые величины термодинамических и энергетических свойств алюмогидридов щелочных и ЩЗМ металлов. Установлено, что и энергия кристаллический решетки алюмогидридов щелочных и ЩЗМ металлов зависят от радиуса катиона в комплексных гидридных соединение. Приведены зависимости UK алюмогидридов щелочных и ЩЗМ металлов от радиуса катионов. На основании полученных результатов, расчетов графической зависимости, изменения UK алюмогидридов щелочных и ЩЗМ металлов от радиуса катиона показаны в таблицах.
Ключевые слова: энергия кристаллической решетки, алюмогидриды, щелочные металлы, ЩЗМ, тензометрия, энтальпия образования, радиус катиона, закономерность.
CHANGES IN THE ENERGY OF THE CRYSTAL LATTICE OF COMPLEX COMPOUNDS OF ALUMOHYDOIDS OF ALKALINE AND ALKALINE EARTH METALS
FROM THE CATION RADIUS
ISOZODA D.T.
Energy Institute of Tajikistan, E-mail [email protected]
The article presents the patterns of change in the energy of the crystal lattice of complex compounds of aluminum hydrides of alkali and SHM metals from the radius of the cation. The known or refined values of the thermodynamic and energy properties of aluminum hydrides of alkali and SHM metals are summarized. It has been established that the energy of the crystal lattice of aluminum hydrides of alkali and SHM metals depends on the radius of the cation in complex hydride compounds. Dependences of UK aluminum hydrides of alkali and SHM metals on the radius of cations are given. Based on the results obtained, the calculations of the graphical dependence of the change in UK aluminum hydrides of alkali and alkaline earth metals on the radius of the cation are shown in the tables.
Keywords: crystal lattice energy, aluminum hydrides, alkali metals, SHM, tensometry, enthalpy of formation, cation radius, regularity.
^ОНУНИЯТХ,ОИ ТАГЙИРЁБИИ ЭНЕРГИЯИ ПАНЧДРАИ КРИСТАЛИИ
АЛЮМИНОГИДРИДХОИ МЕТАЛЛХОИ ИШЦОРЙ ВА ИШЦОРЗАМИНЙ РАДИУСИ КАТИОНХ,О
ИСОЗОДА Д.Т.
Донишкадаи энергетикии Тоцикистон, E-mail isoev-d@mail. ru
Дар мацола цонуният^ои тагирёбии хосият^ои термодинамики ва энергетикии алюмо%идрид%ои металлхри ишцори ва ишцорзамини оварда шудаанд. К,иматхри маълум ё тозашудаи хосиятуои термодинамики ва энергетикии алюмощдридхри металлхри ишцори ва ишцорзамини умуми карда мешаванд. Мукаррар карда шудааст, ки энергиям пащараи алюмо%идрид%ои металлхри ишцори ва ишцорзамини ба радиуси катиощо вобаста аст. Вобастагии энергияи панцара энергияи панцараи кристалии UK - алюмоуидридцои металлхои ишцори ва ишцорзамини аз радиуси катиони элементхо оварда шудаанд. Дар асоси натицщои бадастомада, уисобцои вобастагии графикии тагирёбии ва UK алюмо%идрид%ои металщои ишцори ва ишцорзамини аз радиуси катиони элементно дар цадващо нишон дода шудаанд.
Калидвожахр: энергияи панцараи кристалли, алюмощдридщ металл^ои ишцори ва ишцорзамини, тензиметрия, радиус. катион, цонуният.
Введение. комплексные алюмогидридные соединение s - элементов по характеру связи относятся к типично ионным соединениям и состоят из катиона металла и гидрид-анионов, А1Н- и А1Нб3" типов.
Основная реакция получения алюмогидридов металлов в среде сольватирующего растворителя, можно выразит по схеме:
4MnHn + па1с13 ^ Mn(AlH4) + 3Mnan (1) Так в среде тетрагидрофурана получены (ТГФ) NаAlH4 и Са(А1Н4)2 [14,15]. Термодинамические свойства и Ц- энергия кристаллической решетки алюмогидридов щелочных и щелочноземельных металлов изучены в работах [1,2,3] согласно этим работам термодинамические значение и Ц- энергия кристаллической решетки алюмогидридов изменяются в зависимости от типа и химических связей, от ковалентного до ионного для алюмогидридов щелочных и щелочноземельных металлов .
Термодинамические значения алюмогидридов щелочных и щелочноземельных металлов изученные в работах [1,2] сильно отличаются от прежних, поэтому мы поставили задачу определить ик-энергия кристаллической решетки алюмогидридов щелочных и щелочноземельных металлов по значениям энтальпий образования и термохимическому радиусу этих соединений.
АЯ[ШЭ4]
М + 2 (Я2) + [ з ]-
8\М] + 2 [)(Н2) + £[Э]
[МЭЭ4]
А
(М) + 4 (Я) + (Э)
Л(М) + Е(Н) + п[Э я3]
Я( эЩ)
й рээ4]
(М) + сну + [ЭЯ3]
(М+) + (,Э'Я4-)
3] V" ) ■ V 4
Для расчета определения ик-энергия кристаллической решетки алюмогидридов щелочных и щелочноземельных металлов по термохимическому циклу мы использовали изученные термодинамические характеристики соединения, которые приведены в (таблице 1,2,3). Энергия решетки Ц- алюмогидридов щелочных и щелочноземельных металлов (таблицы 2,3), определены из термохимического цикла Борна-Габера с использованием величин А(Н°298(А1Н/Т) = - 165,0±15 кДж/моль-1 [7,8,9].
ик равна энтальпии образования одного моля твердого алюмогидрида металлов, которая состоит из газообразных ионов металла и алюмогидрида.[12,13].
В литературе неизвестно значение термохимического радиуса иона АЩ4", данное значение было найдено из проведенных нами исследований по разности энергий сходных кристаллических решеток. г а]Н4- =2,9 А = 0,29 нм, является близким к нужной величине, которая определяется по графическому методу К.Б. Яцимирского [5,13,16].
На основании литературных данных и проведенных нами исследований был рассчитан термохимический радиус аниона А1Нб3", равный 3,09А. А в дальнейшем на основе полученных новых значений, по уравнению Капустинского нами было рассчитано энергия решетки гексагидроалюминатов щелочноземельных металлов (таблица 3).
Уравнение Капустинского для расчета ЭКР (и¡) (кДж/моль) имеет вид:
у *гк*гА _ г к * г а * г к+г а
и,
= 12 00. 5 * 1 _ .НИ + о .0043 5 (гк + гА) + , (2)
гк*гА I Гк+ГА У К У '
где: V - число ионов в одной формульной единице; Ъ - заряд катиона и аниона, а, г - их радиусы.
Энергия решетки гексагидроалюминатов щелочных металлов и щелочноземельных металлов
3 1
были, рассчитаны с помощью значения А(Н°298, иона (А1Нб -), равное - 808,8±5 кДж/моль- (таблицы
3) [7, 8,9].
Таблица 1 - Термодинамические и энергетические свойства тетрагидроалюминатов !А группы
7,8,9].
МАИ, Радиус ион, [Ме+], А ДН°298, кДж/моль-1 Энергия кристаллической решетки, кДж/моль-1
[АН,-] Ме+) Литературные Наши данн ые По урав. Капустинско го По циклу По урав. Капустинско го По циклу
ЫА1Н4 0,78 164,84 687,3 119,2 120,3 587 641,8 591,9 642,6
МаАН, 0,98 180.75 610,5 112,9 114,4 543 558,6 564,3 560
КАН, 1,33 159,41 514,5 166,5 164,4 521,7 516,3 521,9 543,5
Ш)АШ4 1,49 164,8 491,3 178,2 170 504,6 506,3 496,4 464,9
СэАН, 1,65 155,2 -460 165,1 179,2 469,8 460,2 472,5 455,2
Ср=165,0±15
Таблица 2- Термодинамические и энергетические свойства тетрагидроалюминатов
ПА группы [7,8,91.
М(А1Н4)2 Радиус ион, [Ме+1, А Д|Н°298, кДж/моль"1 Энергия кристаллической решетки, кДж/моль1
По Дымовой [9] [5]
(Ме+) Литературные Наши данные По урав. Капустинск ого По циклу По урав. Капустин ского По циклу
Ве(А1Н4)2 0,314 - - 107,9 1995,8 - 2001,6 -
ШАНЬ 0,780 2329,29 44,4 234,3 1828,4 2050,2 1775,3 2237,1
Са(А1Н)2 1,051 1912.9 184,1 303,2 1715,4 1774 * 1664,8 1990,2
8Г(А1Н4)2 1,175 1761.9 196,6 309,8 1635,9 1648,5 1619,5 1858
Ва(А1Н)2 1.395 1649.3 313,8 315,0 1560,6 1631,7 1543,6 Г 99.7
Таблица 3. Термодинамические и энергетические свойства гексагидроалюминатов ПА группы[7,8,9].____
Мз(А1 Нб)2 Радиус ион, [Ме2+]А Темохими чес. радиус [А1Н3"6] гт= А -А{А298 кДж'МОЛЬ" Энергия кристаллической решетки, кДж'моль"
Ме3(А 1Нб)2 (Ме2+) [105] [А1Нб Ч
По урав. Капустинск ого По циклу
Веэ(А1 Н6)2 0,314 3,09 - - 808,8 1906,4 -
М®(А1 Н,)2 0,780 552,3 2329,1 1696,9 5922,3
Саэ(А1 Нб)2 1,051 816 1912,9 1596,4 4937,1
8гэ(А1И 6)2 1,176 843 1774,4 1553,7 4548,6
Ваэ(А1 Н6)2 1,395 868 1649,3 1483,9 4198,3
В ходе исследования выявлено, что энергия кристаллической решетки гидрид-анионов - А1Н4 и А1Н - оказывают решающее влияние на общий энергетический баланс термодинамических свойств исследованных соединений. Период изменения соотношения исследуемых величин и контрполяризационных способностей внешнесферных катионов зависит от термодинамической стабильности исходных гидридных соединений в пределах естественных групп. Это хорошо видно из рисунка 1 и 2. В элементах 1А и ПА групп с возрастанием радиуса катионов уменьшается энергия кристаллической решетки алюмогидридных соединений. Разность значений и^ рассчитанных по формуле Капустинского и по термохимическому циклу, указывает что, при доминирующем характере ионной связи, имеет определённую долю ковалентной природы химической связи в алюмогидридах.
Рисунок 1 - Изменение UK комплексных алюмогидридов щелочных металлов от радиус катиона.
Рисунок 2 - Изменение UK комплексных алюмогидридов щелочноземелных металлов от радиуса катиона.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мирсаидов, У.М. Термическая устойчивость и термодинамические характеристики борогидридов металлов / У.М. Мирсаидов, Б.А. Гафуров, А. Бадалов. // Душанбе: Дониш, 2014. -107 с.
2. Бадалов, А. Физико-химические свойства простых и комплексных гидридов элементов IA, IIA групп и редкоземельных металлов / А. Бадалов, М. Икрамов, У. Мирсаидов. // Душанбе, Дониш, 1994. - 195 с.
3. Дымова, Т.Н. Энергия кристаллической решетки алюмо- и борогидридов металлов IA и IIA групп // Известия АН СССР. Серия химия. -1973. -№>12. -С.2661-2668.
4. Кузнецов, В.А. Оценка стандартных энтальпий и изобарных потенциалов образования некоторых комплексных гидридов / В.А. Кузнецов, Т.Н. Дымова // Известия АН СССР. Серия химия. -1979. -№>2. -С.260-264.
5. Яцимирский, К.Б. Константы стойкости комплексных соединений / К.Б. Яцимирский, В.П. Васильев. // М.: Известия АН СССР. Серия химия, 1959. -80 с.
6. Карапетьянц, М.Х. Основы и термодинамические константы неорганических и органических веществ / М.Х. Карапетьянц, М.Л. Карапетьянц. // М.: Химия, 1968. - 470 с.
