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金屬化合物的類(lèi)型有哪些？

閱讀：812發(fā)布時(shí)間：2022-11-13

金屬化合物的類(lèi)型有哪些？

　　金屬化合物的類(lèi)型很多，下面主要介紹三種，即服從原子價(jià)規(guī)律的正常價(jià)化合物；決定于電子濃度的電子化合物；小尺寸原子與過(guò)渡族金屬之間形成的間隙相和間隙化合物。

1. 正常價(jià)化合物
　　正常價(jià)化合物的組元之間的結(jié)合服從原子價(jià)規(guī)律，它們的成分可以用分子式表達(dá)，通常有AB、AB2(或A2B)、A3B2等類(lèi)型。通常是由金屬元素與周期表中非金屬性較強(qiáng)的第Ⅳ、V、Ⅵ族元素所組成。包括從離子鍵、共價(jià)鍵過(guò)渡到金屬鍵為主的一系列化合物，組元之間的電負(fù)性差決定了化合物的結(jié)合鍵類(lèi)型和穩(wěn)定性。電負(fù)性差越大，化合物就越穩(wěn)定，趨于離子鍵結(jié)合；電負(fù)性差越小，化合物越不穩(wěn)定，越趨于金屬鍵結(jié)合。例如Mg2Si、Mg2Sn、Mg2Pb、MnS 等，其中Mg2Si 是鋁合金中常見(jiàn)的強(qiáng)化相，MnS 則是鋼鐵材料中常見(jiàn)的夾雜物。
　　正常價(jià)化合物通常具有較高的硬度和脆性，而其中以共價(jià)鍵為主的化合物由于其半導(dǎo)體性質(zhì)，尤為引起重視。

2. 電子化合物
　　電子化合物是由第Ⅰ族或過(guò)渡族金屬元素與第Ⅱ至第Ⅴ族金屬元素形成的金屬化
合物，它不遵守原子價(jià)規(guī)律，而是按照一定電子濃度的比形成的化合物。電子化合物的
晶體結(jié)構(gòu)取決于合金的電子濃度，一定的電子濃度對(duì)應(yīng)一定的晶體結(jié)構(gòu)。例如電子濃度
為3/2(21/14)時(shí)，為體心立方晶格，簡(jiǎn)稱(chēng)為β相；電子濃度為21/13 時(shí)，為復(fù)雜立方晶格，稱(chēng)為γ相；電子濃度為7/4(21/12)時(shí)，為密排六方晶格，稱(chēng)為ε相。此外，尺寸因素及電化學(xué)因素對(duì)結(jié)構(gòu)也有影響。例如c/a 為21/14 的電子化合物，當(dāng)兩組元的原子半徑相近時(shí)，形成密排六方結(jié)核的傾向較大；而當(dāng)原子半徑相差較大時(shí)，形成體心立方結(jié)構(gòu)的傾向較大。
　　電子化合物可以用化學(xué)式表示，但其成分可以在一定的范圍內(nèi)變化，因此可以把它看作是以化合物為基的固溶體。由于這種相從化學(xué)意義上來(lái)說(shuō)并非化合物，所以也有人稱(chēng)之為電子相。電子化合物中原子之間多為金屬鍵結(jié)合，故是所有化合物中金屬性*強(qiáng)的。它的熔點(diǎn)和硬度都很高，脆性很大，但塑性很低，與其他金屬化合物一樣，不適于作為合金的基體相。在有色金屬材料中，電子化合物是重要的強(qiáng)化相。

3. 間隙相和間隙化合物
　　間隙化合物主要受組元的原子尺寸因素控制，通常由過(guò)渡族金屬與原子甚小的非金屬元素H、N、C、B形成化合物，它們具有金屬的性質(zhì)、很高的熔點(diǎn)和的硬度。如FeC、Cr23C6、Cr7C3、WC、Mo2C、VC 等都是間隙化合物。根據(jù)非金屬元素(以X 表示)與金屬元素(以M 表示)原子半徑的比值，可將其分為兩類(lèi)：當(dāng)rX/rM＜0.59時(shí)，化合物具有比較簡(jiǎn)單的晶體結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為簡(jiǎn)單間隙化合物(或間隙相)；當(dāng)rX/rM＞0.59 時(shí)，其結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，稱(chēng)為復(fù)雜間隙化合物(或間隙化合物)。由于H、N 的原子半徑較小，所以過(guò)渡族金屬的氫化物和氮化物都是間隙相。B 的原子*大，所以過(guò)渡族金屬的硼化物都是間隙化合物。C 的原子半徑比H、N大，但比B小，所以一部分碳化物是間隙相，另一部分是間隙化合物。

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