固溶体的化学式怎么写

❶ 固溶体热力学

自然界中产出的矿物大都不是纯净的,很多以固体溶液,即固溶体的形式存在。因此,在进行热力学计算时,要知道由矿物的组分表示其活度的方法,以及由端员组分的热力学常数计算固溶体热力学性质的方法。

矿物一定晶格位置上发生离子互换便形成固溶体,这种置换不改变整个晶体的结构、对称性,但微观结构可能随成分的变化而改变。如自然界辉石就是由多种成分组成的固溶体,其成分近似表达为

。在八面体M₁位置上,有

Fe²⁺和 Mg²⁺的互相置换,在八面体M₂ 位置上,Ca²⁺、Fe²⁺和 Mg²⁺可以互相置换。当辉石中钙的含量较低时,辉石具有斜方晶系的结构,而当钙的含量较高时,辉石具有单斜晶系结构,形成两个不同系列的固溶体。Ca、Mg、Fe含量在一定的范围内改变时,晶体宏观结构不发生改变,但微观结构会有些变化。如随着Fe/Mg比值的增加,M₁ 八面体变得更为规则,而M₂ 八面体将变得更为歪曲一些。固溶体分为连续固溶体和不连续固溶体。连续固溶体指当成分改变时,其晶体结构不变,如斜长石在 700℃以上就是连续固溶体。不连续固溶体指当成分改变时,不能连续地形成单一的固溶体,而会发生相的改变,如辉石就是不连续固溶体。

固溶体的组成常用端员组分的摩尔分数表示:

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式中:x_i 为组分i的摩尔分数;n_i 为组分i的物质的量,即摩尔数。

1.固溶体的热力学关系式

组成为A_x B _1-x的固溶体在任意温度和压力下的总自由能为

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式中:ΔG_mix是混合自由能,由两部分组成:一是端员 A 对混合自由能的贡献,二是端员B对混合自由能的贡献。

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因此固溶体中总自由能可写为

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端员组分A和B在固溶体中的活度定义为

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剩下的任务就是找到固溶体中组成与活度的关系。

2.理想固溶体模型

理想固溶体的定义:固溶体的混合焓为零,混合熵只是由于理想混合引起的,混合体积等于端员组成体积的简单加和,即

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以二元固溶体x₁= (1-x₂ )为例,混合自由能ΔG_mix为

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式中:n为单位分子式中的位置的数目;R为摩尔气体常数;x₂ 和1-x₂ 分别为端员组分2和1的摩尔分数。

由于x₂<1 ,ΔG_mix为负值,且随着温度升高而变得更负,如图3-5 所示。曲线相应于x对称,最小值处在x₂=0.5 处。

由此可以得到端员组分的偏摩尔混合自由能变化。

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根据活度的定义有

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图3-5 理想状态下作为温度函数的混合自由能

(据 White,2013)

ΔG_mix—混合自由能变;T—温度;x₂—单元组分 2 的摩尔分数

例5 橄榄石(Fe,Mg)₂SiO₄固溶体中,铁橄榄石的活度为

,镁橄榄石的活度为

。如果橄榄石固溶体的分子式改写为(Fe,Mg)Si_0.5O₂,则

,

。这种写法与前面的写法,在本质上是一致的,但在处理和计算过程中会带来方便。

例6 石榴子石固溶体(Mg,Fe²⁺,Ca,Mn)₃(Al,Cr,Fe³⁺)₂Si₃O₁₂中,其中镁铝榴子石的活度为

=x³y²,式中

,

。

理想固溶体模型是一个很有用的模型,它提供了一个基本参考状态,但在实际应用中,只有少数矿物可以近似为理想固溶体,不能广泛应用。

3.正规溶液模型

实际的矿物形成固溶体后多是非理想混合物,上述理想模型经过适当的变换,可以应用到非理想矿物固溶体。非理想混合时,组分i的活度a_i=γ_ix_i ,其中γ_i 为组分i 的活度系数。所以组成为A_x B _1-x的固溶体,其总摩尔自由能可写作

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式中:x_A RTlnx_A+x_B RTlnx_B为理想混合自由能;x_A RTlnγ_A+x_B RTlnγ_B 为超额自由能(过剩自由能),这一部分能量体现了真实混合与理想混合的性质之差。

对于非理想混合,最常用的模型是正规溶液模型。正规溶液模型认为固溶体混合热不等于零,但混合熵是理想的,即非理想性质全部是由混合热引起的。这种模型有多种近似表达方法,其中目前应用最广泛的是Margules表达式:

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式中:G^ex为固溶体的超额摩尔自由能;

和

称为Margules参数(又叫能量参数、交换能、固溶体参数)。

根据活度系数与超额自由能的关系式

可推导出活度系数与组成的关系:

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和

一般简写为ω₁和ω₂。如果ω₁=ω₂,固溶体是对称的;如果ω₁≠ω₂,则固溶体是不对称的。当ω₁=ω₂=ω时,上述表达式可简化为

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固溶体参数ω一般还是温度和压力的函数。近年来,虽然有不少新的固溶体模型出现,但上述正规溶液模型仍然是最基本最常用的,很容易推广到多元固溶体体系。

❷ 是混合物还是化合物，另问：fe3c为什么不是固溶体

区分很简单,固溶体不可以用化学式表示,化合物可以用化学式表示.
化合物有固定比例的如Fe3C为三比一.
固溶体a相,Fe和C不成比例,有最大的溶解度.

❸ 是混合物还是化合物，另问：fe3c为什么不是固溶体

高石英固溶体和低石英固溶体的区别一）渗碳体英文名称：cementite渗碳体定义渗碳体铁碳合金按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物。分子式：Fe3C铁和碳形成的化合物。钢中的碳化铁（Fe3C）相。具有正交晶体结构，其晶格为复杂的正交晶格，硬度很高HBW＝800，塑性、韧性几乎为零，脆性很大，延伸率接近于零。渗碳体的含碳量为ωc＝6.69％，熔点1227℃。热力学稳定性不高，在一定条件下，会发生分解，形成石墨。在230℃以下，具有一定的磁性。二）奥氏体英文名称：austenite晶体结构：面心立方（fcc）字母代号：A、γ。定义：碳在γ－Fe中形成的间隙固溶体性能特点：奥氏体是一种塑性很好，强度较低的固溶体，具有一定韧性。不具有铁磁性。古代铁匠打铁时烧红的铁块即处于奥氏体状态。另外，奥氏体因为是面心立方，四面体间隙较大，可以容纳的碳。三）铁素体：即α-Fe和以它为基础的固溶体，具有体心立方点阵。亚共析成分的奥氏体通过先共析析出形成铁素体。这部分铁素体称为先共析铁素体或组织上自由的铁素体。随形成条件不同，先共析铁素体具有不同形态，如等轴形、沿晶形、纺锤形、锯齿形和针状等。铁素体还是珠光体组织的基体。在碳钢和低合金钢的热轧（正火）和退火组织中，铁素体是主要组成相；铁素体的成分和组织对钢的工艺性能有重要影响，在某些场合下对钢的使用性能也有影响。

❹ 水泥水化反应的产物水石榴石的化学式怎么写的

水泥水化反应公式 硅酸盐水泥拌合水后，四种主要熟料矿物与水反应。分述如下： ①硅酸三钙水化 硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H 凝胶)和氢氧化钙。 3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2 ②硅酸二钙的水化 β-C2S 的水化与 C3S 相似，只不过水化速度慢而已。 2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2 所形成的水化硅酸钙在 C/S 和形貌方面与 C3S 水化生成的都无大区别，故也称为 C-S-H 凝胶。但 CH 生成量比 C3S 的少，结晶却粗大些。 ③铝酸三钙的水化 铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相 CaO 浓度和温度的影响 很大，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为水石榴石（C3AH6） 。 在有石膏的情况下，C3A 水化的最终产物与起石膏掺入量有关。最初形成的三硫型水化 硫铝酸钙，简称钙矾石，常用 AFt 表示。若石膏在 C3A 完全水化前耗尽，则钙矾石与 C3A 作用转化为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。 ④铁相固溶体的水化 水泥熟料中铁相固溶体可用 C4AF 作为代表。它的水化速率比 C3A 略慢，水化热较低， 即使单独水化也不会引起快凝。其水化反应及其产物与 C3A 很相似。

❺ Ni-Cu固溶体问题

本人认为，PDF中化学式表明的可能是金属间化合物，而固溶体一般不用化学式表示的。固溶体和化合物是不同的

❻ 固溶体化学式书写方法

固溶体化学式书写方法：一些固态非金属单质，结构复杂，通常用元素符号直接表示。

气态非金属单质大多是双原子分子，通常在元素符号右下角写“2”表示。例如：H2、O2、N2、Cl2等；金属、固态非金属单质、稀有气体直接写元素符号表示。例如：He、Ne、C、S、Fe、Zn等。

多原子分子构成的单质的化学式，其分子实际是由几个同种原子构成的，就在元素符号右下角写几。例如：臭氧（O3）等。

简介

用元素符号和数字来表示物质组成的式子叫作化学式，一种物质只用一个化学式表示。如果化学式能表示分子中真实的原子数，则该化学式为该物质的分子式。

如果化学式不能表示物质的真正组成而只表示各组成元素原子数的最简比例，则该化学式称为该物质的最简化学式或实验式（经验式）。例如，NaCl只表示氯化钠中钠与氯的原子个数比为1:1，而不表示一个氯化钠分子，所以NaCl为氯化钠的最简化学式而非分子式。

以上内容参考：网络-化学式

❼ 类质同象和固溶体

地球系统各体系中含量低（＜0.1%）的元素常不能形成自己的独立矿物，而是分散在其他元素构成的矿物晶格中。这些元素在不同矿物中的分配和与其他元素间的结合规律除受元素地球化学亲和性的制约外，同时还受类质同象规律和分配定律的控制。

类质同象：某些物质在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置随机地被介质中的其他质点（原子、离子、配离子、分子）所占据，结果只引起晶格常数的微小改变，晶体的构造类型、化学键类型等保持不变，这一现象称为“类质同象”。进入晶体中的微量物质称为“类质同象混入物”，含有类质同象混入物的晶体又被称为固溶体（solid solution）。

图2.1 橄榄石的晶格常数与固溶体成分的关系

固溶体的晶格常数随化合物成分的改变发生线性变化。例如，橄榄石的晶格常数的变化可用图2.1和下式表示：

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式中：x=w（Fe）；c为晶胞中c轴的长度；单位为nm。

晶体化学性质相近的元素之间可以充分置换，形成任意比例的固溶体，称为完全类质同象；晶体化学性质相差较大的离子间的置换受晶格构造的限制，只能形成有限类质同象。

类质同象置换的条件主要有：①离子（或原子）自身的性质，如半径相近、电价平衡、配位多面体的对称性相同和化学键类型一致等；②体系的物理化学条件，如温度、压力、组分特征和氧化还原条件等有利置换的进行；③固溶体的热力学性质。

❽ 固溶体分子式怎么写

固溶体化学式如：AuCu3、AuCu。

固溶体分子式当一种组元A加到另一种组元B中形成的固体其结构仍保留为组元B的结构时，这种固体称为固溶体。B组元称为溶剂，A组元称为溶质。组元A、B可以是元素，可以是化合物。固溶体分成置换式固溶体和间隙式固溶体两大类。

置换式固溶体溶质原子处于溶剂原子的位置上，即置换了溶剂原子，如α黄铜中，锌置换了铜原子；间隙式固溶体是溶质原子处于溶剂原子的间隙处，如α铁中，碳原子处在铁原子排列的间隙处。

固溶体分子式分类：

左上:纯金属，右上:置换固溶体， 左下:间隙固溶体，右下:混合。按溶质原子在晶格中的位置不同可分为置换固溶体和间隙固溶体。

1、置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格中的结点位置而形成的固溶体称置换固溶体。当溶剂和溶质原子直径相差不大，一般在15%以内时，易于形成置换固溶体。铜镍二元合金即形成置换固溶体，镍原子可在铜晶格的任意位置替代铜原子。

2、间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称间隙固溶体。间隙固溶体的溶剂是直径较大的过渡族金属，而溶质是直径很小的碳、氢等非金属元素。其形成条件是溶质原子与溶剂原子直径之比必须小于0.59。如铁碳合金中，铁和碳所形成的固溶体――铁素体和奥氏体，皆为间隙固溶体。

❾ 间隙型固溶体和置换固溶体的化学式怎么得出啊

你说的这个应该是混合物，一般混合物没有特定的化学式
可能会有约定俗成的表达方式
不知道能不能帮到你

❿ 如何区分固溶体,化合物和机械混合物

1.固溶体是指溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂类型的合金相。通俗来说就是A的原子与B的原子没有发生化学反应，但已经特别充分的混合，类似于晶体缺陷中的间隙原子。
2.化合物是由两种或两种以上不同元素组成的纯净物（区别于单质）。通俗来说就是两种物质已经发生化学反应，形成了一种新的物质，例如渗碳体的化学式是Fe3C，是纯净物。
3.机械混合物是指由两种或以上的互不相溶晶体结构(纯金属、固溶体或化合物) 机械地混合而形成的显微组织。放大后类似于玻璃渣跟和碎石头的混合物，既没有发生化学反应，混合也不是特别充分。
注:两固体是否能形成固溶体，与这两种固态物质本身性质有关，可以用我们熟悉的液体互溶理解：水与乙醇互溶，但水与脂类物质不互溶。
（我不是金属材料专业的，所以有些术语可能不是十分正确，比喻也不一定太恰当，若有不足之处，请批评指正！）