Механизмы неорганических реакций выплавки чугуна и стали. Константин Владимирович Ефанов
Чтение книги онлайн.
Читать онлайн книгу Механизмы неорганических реакций выплавки чугуна и стали - Константин Владимирович Ефанов страница 2
По первой модели металлической связи Друда можно сделать резюме, что валентные электроны атомов железа становятся общими для всей решетки. То есть атом теряет индивидуальные свойства. Для химических реакций необходим обратный процесс восстановления индивидуальных свойств, то есть валентных электронов и гантелевидных орбиталей.
Полинг отмечает [1,с.395], что металлические связи являются резонирующими ковалентными связями на основании сравнения длин октаэдрических гибридизованных связей и атомных радиусов в решетке металла. Таким образом, можно сделать вывод о возможности выхода из резонансной структуры орбиты в ковалентную связь с органическими или неорганическими молекулами.
__
Химические реакции при выплавки стали происходят в жидкой фазе после нагрева. Механизмы реакций должны описываться как механизмы реакций в растворе.
Механизмы реакций соединений железа в растворе относятся к химии координационных соединений.
Для описания структуры координационных соединений в неорганической химии используют четыре подхода [4]:
– теория кристаллического поля,
– теория валентных связей (теория Полинга [1]),
– теория молекулярных орбиталей,
– теория поля лигандов.
В настоящей монографии для описания химии координационных соединений железа используем теорию валентных связей как теорию с наиболее наглядными результатами для понимания химизма процесса.
В теории валентных связей обитали комплекса железа рассматриваются в виде гибридизованных орбиталей центрального атома железа.
Рассмотрим проблему гибридизации атомных орбиталей.
Полинг отмечает, что для атомов железа [1,с.100] разница в энергии 3d-, 4s-, 4p-орбиталей небольшая и поэтому эти орбитали могут комбинироваться для образования прочных связывающих орбит. По Полингу прочность d-орибитали равна 2,236, гибридизованной орбитали d-s-p равна 3, что выше максимальной прочности гибридизованной s- и p- орбит, равной 2.
Пример октаэдрической гибридизованной орбитали, образованной s- и p- орбитами и двумя d-орибиталями [1,с.101]:
Пример гибридизованной тетраэдрической орбитали углерода [1,с.88]:
В работе [10,с.138] указывается о описания пространственной структуры металлической решетки с помощью направленных гибридных связей, аналогично описанию связей в алмазе. Авторы считают, что объёмно-центрированная ячейка металла получается за счет гибридных sd3-орбиталей, в гранецентрированной упаковке (кубической плотноупакованной в терминах авторов) за счет гибридных p3d3-орбиталями, гексагональные плотноупакованные структуры за счет гибридных sd2-, pd5-