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氧化铝是一种重要的冶金、材料及化工产品;既包括无定形氧化铝,也包括γ、α晶型氧化铝等。
氧化铝的晶型到底是由什么决定?与Al、O原子的电负性,或氧离子的极化率相关吗?
本文拟分析氧化铝晶型的动力学影响因素,进一步明确电负性、极化率等热力学因素对氧化铝晶型的贡献。
氧化铝的晶型的动力学影响因素
氧化铝的晶型是由其制备工艺决定,具体是由原料、热处理温度、晶化时间及压强等动力学因素决定。参
见下图:
图1 不同热处理温度下氧化铝晶型转变
由图1可知:原料、制备路径及热处理温度是决定氧化铝晶型的动力学关键因素。
2. 电负性
莱纳斯·鲍林于1932年提出电负性概念。它以一组数值的相对大小表示元素原子在分子中对成键电子的吸引能力,称为相对电负性,简称电负性。
电负性的计算方法有多种,每一种方法的电负性数值都不同,比较有代表性的有3种:
① L.C.鲍林提出的标度。根据热化学数据和分子的键能,指定氟的电负性为4.0,计算其他元素的相对电负性。
②R.S.密立根从电离能和电子亲合能计算的绝对电负性。
③A.L.阿莱提出的建立在核和成键原子的电子静电作用基础上的电负性。
由上可知元素的电负性是一个标准的热力学参数。电负性同物质的标准摩尔生成焓,标准摩尔熵一样,是用来解释或描述物质某一属性(吸引共用电子对能力)的物性参数,与动力学无关;或者说与氧化铝晶型确立的动力学过程不相干。
3. 极化率
离子的极化率可表示为:a=μ诱导/E (1)
式(1)中a代表极化率;E代表外加电场强度,μ诱导代表离子所产生诱导偶极。
在一定强度的电场作用下,诱导偶极越大,则离子的极化率越大,离子的变形性就越大。
离子的极化率同样也类似于离子的一种物性参数(常温下所测),它可用来解释离子的某种客观属性(离子是否具有极性),不能用来说明氧化铝晶型的确立的动力学过程。
4. 结论
氧化铝的晶型主要是由其制备线路,热处理温度及晶化时间决定,与元素的电负性及离子的极化率等热力学因素无关。
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GMT+8, 2024-4-19 11:13
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