Моносилицид железа
 Структуры левых и правых кристаллов FeSi. Верхняя презентация показывает восемь атомов элементарной ячейки. В середине показаны многогранники, окружающие атомы железа. Внизу показано наличие 3-кратных винтовых осей. | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Силицид железа | |
| Другие имена Наките, пожалуйста | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.031.506 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| Отвечать | |
| Молярная масса | 83.931 g/mol |
| Появление | серые кубические кристаллы [1] |
| Плотность | 6,1 г/см 3 [1] |
| Температура плавления | 1410 ° C (2570 ° F; 1680 К) [1] |
| Запрещенная зона | 0,05 эВ ( дюйм ) 0,14 эВ (направлен.) [2] |
| 8.5 × 10 −6 emu/g [3] | |
| Структура | |
| Кубический [4] | |
| П2 1 3 (№ 198), сП8 | |
а = 0,44827(1) нм | |
Формульные единицы ( Z ) | 4 |
| Опасности | |
| точка возгорания | Невоспламеняющийся |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Германид железа |
Другие катионы | Силицид кобальта Силицид марганца |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Моносилицид железа ( FeSi ) — интерметаллическое соединение , силицид железа , который встречается в природе как редкий минерал накит . Это узкозонный полупроводник при комнатной температуре с удельным электрическим сопротивлением около 10 кОм·см. [3] и необычные магнитные свойства при низких температурах. FeSi имеет кубическую кристаллическую решетку без центра инверсии ; поэтому его магнитная структура является спиральной с правосторонней и левосторонней киральностью . [4]
Структура является прототипом «структурного типа моносилицида железа» пространственной группы P 2 1 3 (№ 198). Она похожа на структуру хлорида натрия , с четырьмя атомами железа и четырьмя атомами кремния в каждой элементарной ячейке. В то время как в хлориде натрия восемь атомов находятся в углах куба и каждый ион окружен шестью противоионами, в моносилициде железа все атомы смещены параллельно диагоналям тела (вдоль тройных осей) из положений натрия и хлорида. Кристалл теряет все косвенные (обратящие киральность) элементы симметрии, все оси вращения четырехкратного и второго порядка, а также многие оси тройного порядка и перемещения, но сохраняет некоторые из винтовых осей двойного и тройного порядка кристаллической структуры хлорида натрия. Когда атом перемещается из (0,0,0) в ( x , x , x ), три других атома того же типа также перемещаются, создавая киральное расположение, за исключением случаев, когда x кратен 1/4 . Атомы другого типа также смещаются, причем один из четырех находится в положении ( y , y , y ). Если x = − y = ± √ 5 – 1/8 ≈ ±0,1545 , то каждый ион будет находиться на равноудалённом расстоянии от семи атомов другого сорта, на расстоянии ( √ 5 − 1) √ 3/4 0,53523 ≈ , а не шесть на расстоянии 1/2 один на и расстоянии √ 3/2 натрия . в структуре хлорида [5]
В случае моносилицида железа x = 0,13652 и y = 0,8424 (или -0,1576) или x = -0,13652 и y = 0,1576, поэтому семь атомов кремния вокруг атома железа не все находятся на одинаковом расстоянии от атома железа. Каждый атом кремния находится в аналогичной клетке из атомов железа. Клетки обладают только тройной вращательной симметрией с тремя слегка разными межатомными расстояниями между центральным атомом и семью окружающими атомами (до 3 атомов, 3 атомов и 1 атома соответственно). Существуют правосторонние и левосторонние тройные винтовые оси без элемента симметрии, передающего одну к другой. (Трёхвинтовые оси существуют также в хлориде натрия, но связаны зеркалом.) Это означает, что кристаллы моносилицида железа существуют в двух разных энантиоморфах, в зависимости от знаков x и y . [6]
В 1948 году Лайнус Полинг исследовал природу связей в моносилициде железа. [7]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Хейнс, Уильям М., изд. (2016). Справочник CRC по химии и физике (97-е изд.). ЦРК Пресс . п. 4.68. ISBN 9781498754293 .
- ^ Галахов, В.Р.; Курмаев Е.З.; Черкашенко В.М.; Ермошенко Ю М; Шамин, С.Н.; Постников А.В.; Уленброк, С; Нойманн, М; Лу, ЗВ; Кляйн, Б.М.; Ши, Чжу-Пей (1995). «Электронная структура FeSi». Физический журнал: конденсированное вещество . 7 (28): 5529–5535. arXiv : mtrl-th/9505004 . Бибкод : 1995JPCM....7.5529G . дои : 10.1088/0953-8984/28.07.010 . S2CID 15970627 .
- ^ Jump up to: а б Жаккарино, В.; Вертхайм, ГК; Верник, Дж. Х.; Уокер, ЛР; Арайс, Сигурдс (1967). «Парамагнитное возбужденное состояние FeSi». Физический обзор . 160 (3): 476–482. Бибкод : 1967PhRv..160..476J . дои : 10.1103/PhysRev.160.476 .
- ^ Jump up to: а б Stishov, Sergei M.; Petrova, Alla E. (2011). "Itinerant helimagnetic compound MnSi". Uspekhi Fizicheskikh Nauk . 181 (11): 1157. doi : 10.3367/UFNr.0181.201111b.1157 .
- ^ «Структура FeSi (B20)» . Энциклопедия кристаллографических прототипов . ПОТОК.
- ^ Ульрих Буркхардт; и др. (4 марта 2020 г.). «Абсолютная структура по данным сканирующей электронной микроскопии» . Научные отчеты . 10 (1): 4065. Бибкод : 2020NatSR..10.4065B . дои : 10.1038/s41598-020-59854-y . ПМК 7055257 . ПМИД 32132558 .
- ^ Полинг, Лайнус ; Солдате, AM (сентябрь 1948 г.). «Природа связей в силициде железа FeSi и родственных ему кристаллах» . Акта Кристаллографика . 1 (4): 212–216. Бибкод : 1948AcCry...1..212P . дои : 10.1107/S0365110X48000570 .