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合金能用化學式來表示成分嗎?

Leadamalgam: Leadamalgam mineral information and data.

mindat這個網站裡面比如金汞齊鉛汞齊等合金礦物都用Pb0.7Hg0.3這樣的式子來表示成分,那麼青銅、生鐵這樣的混合物合金能不能用化學式來表示其成分?


2016-01-24

不是所有合金都是混合物;即使是混合物的合金,為了方便表述其組成,也可以寫成化學式的形式。比較沒有爭議可以用化學式表示的合金是「金屬互化物」合金是利用物理方式產生,一般是將組成的金屬加熱到液態,混合後再冷卻而得。合金大部分是用物理的方式即可產生的「混合物」,但要製備化合物,需要用組成元素進行化學反應,或是將其他化合物進行化學反應才能製備。

當形成合金的元素其電子層結構、原子半徑和晶體類型相差較大時,易形成金屬化合物(又稱金屬互化物)。金屬化合物的晶體類型不同於它的分組金屬,自成新相。金屬化合物合金的結構類型豐富多樣,有 20000種以上,不勝枚舉,有的結構可找到離子晶體或共價晶體的相關型,有的則是獨特的結構類型,如 NaTl 晶胞是 CsCl 晶胞的 8 倍超構;MgCu2 是所謂拉維斯相(Laves
phase)的一個例子;CaCu5 是層狀結構的例子;Nb3Sn 結構是重要的合金超導體,同型化合物 Nb3Ge 實用於高分辨核磁共振儀;MoAl12 是具有複雜配位結構的例子。

金屬化合物的組成十分複雜,仍有許多規律屬未知領域,已歸納出規律的有兩類:其一是按相當於金屬與非金屬化合的化合價組成,如:Mg2Sn 和 Mg2Pb 可按周期系「族價」,即 Mg 是二價元素,Sn、Pb 是四價元素來理解。另一類是所謂的「電子化合物」(electron compounds)其組成決定於兩種金屬的電子數和原子數之比。但電子化合物組成元素的「電子數」的計數不同尋常,也有爭論,被比較普遍接受的規律為:

周期系
Ⅷ 族元素 Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir 和 Pt 的電子數為零,ⅠB族 Cu、Ag、Au為 1,ⅡB族 Zn、Cd、Hg及 ⅡA 族 Be、Mg 為 2,ⅢA 族 Al、In、Ga 為 3,ⅣA族 Si、Ge、Sn、Pb 為 4,等等,而電子數與原子數之比有三種基本類型:3:2,21:13 和 7:4,由此可以理解如 CuZn、Ag3Al、Cu9Al4、Cu3Sn 等等金屬化合物的組成。上述三類電子化合物各具有特定結構,分別成為 β,γ 和 ε 相。例如,Cu5Zn8 是 21:13 型電子化合物,是一種很大的立方晶胞,含 52 個原子,被稱為 γ—黃銅型結構,許多化學式原子總數為 13 的倍數的電子化合物具有此結構,如 Fe5Zn21、Cu31Sn8 等等。


個人認為……不確定其元素組分的合金都不能用化學式表示吧……


看是組成不確定的固溶體還是組成確定的金屬互化物

金屬互化物有固定組成,用化學式表示沒什麼問題

固溶體有時也用化學式表示組成,化學式中的數字是一個範圍值,要注意和互化物的區分


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