Карбид лантана
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена Дикарбидолантан(II) | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.031.923 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| ЛаК 2 | |
| Молярная масса | 162.927 g/mol |
| Появление | тетраэдрические кристаллы |
| Плотность | 5,29 г/см 3 , твердый |
| Температура плавления | 2360 ° C (4280 ° F; 2630 К) |
| Структура | |
| четырехугольный | |
| Д 17 4ч , I4/ммм, tI6 | |
| 6 | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Карбид лантана ( La C 2 ) – химическое соединение . Его изучают применительно к производству некоторых типов сверхпроводников и нанотрубок . [2]
Подготовка
[ редактировать ]LaC 2 можно получить реакцией оксида лантана La 2 O 3 с углеродом в электрической печи или плавлением гранул элементов в дуговой печи. [3]
Характеристики
[ редактировать ]LaC 2 реагирует с водой с образованием ацетилена , C 2 H 2 и смеси сложных углеводородов. [3] LaC 2 является металлическим проводником, в отличие от CaC 2 , который является изолятором. [3] Кристаллическая структура LaC 2 показывает, что он содержит звенья C 2 с длиной связи CC 130,3 пм, что больше, чем длина связи CC в карбиде кальция, 119,2 пм, что близко к длине связи этина. [3] Структуру LaC 2 можно описать как La 3+ С 2 2− (e-) где электрон попадает в зону проводимости и разрыхляющие орбитали аниона C 2 , увеличивая длину связи. Это аналогично связи, присутствующей в нитридоборате CaNiBN. [4]
Карбид лантана в углеродных наноструктурах
[ редактировать ]Метод получения макроскопических количеств C 60 и подтверждения наличия полых клеточных структур был опубликован в 1990 году Крачмером и его сотрудниками. [5] Затем последовала публикация методов для высших фуллеренов (С 70 и выше). В 1993 году ученые открыли, как создать соединение, не столь чувствительное к влаге и воздуху. Они сделали контейнеры для бакминстерфуллеренов, или бакиболлов; поэтому они прозвали контейнеры «бакибанками». [6] В середине 1990-х годов университетам было выдано несколько патентов США; эксперименты с технологиями производства продолжались в университетах по всему миру, включая Индию, Японию и Швецию. [7] [8]
Атомы лантана в фуллеренах
[ редактировать ]В La@C 72 лантан, по-видимому, стабилизирует углеродный каркас C 72 . Исследование Стивенсона и соавт., проведенное в 1998 году. подтвердили наличие La@C 72 , а также La 2 @C 72 в пустой клетке , но C 72 отсутствовал, на основании масс-спектрометрии лазерной десорбции и УФ-видимой спектроскопии. [9] Исследование Lu et al., проведенное в 2008 году. показал, что La 2 C 72 не подчиняется правилу изолированного пятиугольника (IPR) , но имеет две пары сросшихся пятиугольников на каждом полюсе клетки и что два атома La находятся рядом с двумя парами сросшихся пятиугольников. Этот результат дополнительно подтверждает идею о том, что углеродный каркас стабилизируется атомами La. [10]
В дополнение к свойствам, включенным в таблицу справа, магнитные свойства объемных количеств La@C 82 были протестированы (выделенных из различных полых фуллеренов). Данные о намагниченности изолированного изомера La@C 82 были получены с помощью СКВИД- магнитометра в диапазоне температур от 3 до 300 К. Для La@C 82 было обнаружено, что обратная восприимчивость в зависимости от температуры подчиняется закону Кюри-Вейсса . Эффективный магнитный момент La@C 82 оказался равным 0,38 мкм B . [11]
Карбид лантана также продемонстрировал сверхпроводящие свойства при превращении в слоистый галогенид карбида лантана La 2 C 2 X 2 (X=Br,I). Исследования с использованием дифракции нейтронов с высоким разрешением от комнатной температуры до 1,5 Кельвина показали, что он обладает сверхпроводящими свойствами при температуре около 7,03 Кельвина для X = Br и около 1,7 Кельвина для X = I соответственно. [12]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лиде, Дэвид Р. (1998). Справочник по химии и физике (87 изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. стр. 4–64. ISBN 0-8493-0594-2 .
- ^ Авасти, Калпана; Сингх, АК; Шривастава, Онтарио (2002). «Синтез и характеристика нанотрубок карбида лантана». Журнал нанонауки и нанотехнологий . 2 (1): 67–71. дои : 10.1166/jnn.2002.078 . ISSN 1533-4880 . ПМИД 12908323 .
- ^ Jump up to: а б с д Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 299. ИСБН 978-0-08-037941-8 .
- ^ Блачковски, Бьёрн; Мейер, Х.-Юрген (2002). «Электронные состояния двухатомных (BN) анионов в структуре CaNiBN». Журнал неорганической и общей химии . 628 (6): 1249. doi : 10.1002/1521-3749(200206)628:6<1249::AID-ZAAC1249>3.0.CO;2-S . ISSN 0044-2313 .
- ^ Крачмер В., Лэмб, Л.Д., Фостиропулос К., Хаффман, Д.Р., Nature 1990, 347:354; Крачмер В., Фостиропулос К., Хаффман Д.Р., Chem Phys Lett 1990, 170:167; см. также Лю М. и Коули Дж. М., Инкапсуляция карбида лантана в углеродные нанотрубки и углеродные наночастицы, Carbon 33(2):225-232, 1995.
- ^ Веб-страница Уэллсли , заархивированная 3 сентября 2006 г. на Wayback Machine.
- ^ Авасту, К; Сингх, АК; Шривастава, Онтарио (2002). «Синтез и характеристика нанотрубок карбида лантана». Журнал нанонауки и нанотехнологий . 2 (1): 67–71. дои : 10.1166/jnn.2002.078 . ПМИД 12908323 .
- ^ Лассессон, А; Громов А; Лелиг, К; Танинака, А; Синохара, Х; Кэмпбелл, EEB (2003). «Образование малых ионов карбида лантана в результате лазерно-индуцированной фрагментации LaatC 82 ». Журнал химической физики . 119 (11): 5591–5600. Бибкод : 2003JChPh.119.5591L . дои : 10.1063/1.1599833 .
- ^ Стивенсон, С; Бербанк, П; Харич, К; Солнце, З; Дорн, ХК (1998). «Металлоопосредованная стабилизация углеродного каркаса» (PDF) . Журнал физической химии А. 102 (17): 2833–2837. дои : 10.1021/jp980452m . Архивировано из оригинала (PDF) 17 февраля 2019 г. Проверено 10 июля 2019 г.
- ^ Лу, Син, Хидефуми; Цукаса, Такахиро, Мидори О.; Акасака, Такеши; Сава, Хироши, 2008). : Стабилизация заключённых металлов на связях плавленого пятиугольника в La2@C72». Журнал Американского химического общества . 130 (28): 9129–9136. doi : 10.1021/ja8019577 . ISSN 0002-7863 . PMID 18570421 .
- ^ Фунасака, Х; Сугияма, К; Ямамото, К; Такахаши, Т. (1995). «Магнитные свойства редкоземельных металлофуллеренов». Журнал физической химии . 99 (7): 1826–1830. дои : 10.1021/j100007a005 .
- ^ Ан, К; Кремер, РК; Маттауш, Х; Саймон, А. (2000). «Сверхпроводимость в слоистых галогенидах карбида лантана». Журнал сплавов и соединений . 303–304: 257–261. дои : 10.1016/s0925-8388(00)00669-1 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Открытые курсы MIT 3.091 – Введение в химию твердого тела
- Патент США 2001 г. – Карбидные наноматериалы.
- Патент США 1997 г. – Хранение водорода в слоистых наноструктурах.
- Патент США 1996 г. – Наночастицы металлов, сплавов или карбидов металлов и способ их формирования.
- Патент США 1995 г. – Магнитные наночастицы металла или карбида металла и способ их формирования.