金属氢的合成机理

金属氢的合成机理.jpg (59.58 KB, 下载次数: 3)

下载附件 保存到相册

2014-1-24 22:09 上传

图1 ( a )是固体氢结构的平面示意图。图中所表示的晶体是面心立方结构。氢分子两氢原子联线的中点位于晶格的格点上,，氢分子绕中点旋转着,，其电子云分布平均起来可视为球形对称的,，可简化成为一个球形模型来看。因此, 固体氢可视为旋转的氢分子球体按密堆积的规则排列成面心立方结构的分子晶体。氢分子之间的相互作用力是范德瓦耳斯引力。
由于范德瓦耳斯引力很弱，所以固体氢的结合力很小， 熔点很低，硬度也很小, 即压缩性很大。而氢分子内部则由结合力很强的共价键把两个氢原子联结起来形成一个三维的振子。因此,固体氢中的氢分子既围绕质心旋转又沿共价键方向振动。
由于氢分子之间结合力很弱, 氢分子的旋转与振动是很自由的

由于固体氢的结合力很小, 在高压作用下容易压缩, 转动的氢分子球体将缩小。压力高到一定程度时, 球体将畸变成橄榄形, 如图1 ( b ) 所示。
这时氢分子的转动受到了限制, 只能在橄榄球形范围内转动, 且相互有了交叉。
氢分子之间由于相互交叉挤压的结果, 键长有所伸长, 结构仍然是面心立方的分子晶体。

当压力进一步加大时, 氢分子之间进一步交叉挤压, 键长进一步伸长, 有一部分氢分子的氢原子挤压到另外相邻两个平行的氢分子形成的四边形的中心, 从而形成了新的面心结构, 如图1 ( c )所示。这时氢分子仍保存,但共价键上的电子云向相邻的原子有所转移, 如图1 ( c )中虚线所示的情况。
因此, 键强有所减弱, 键长有所伸长。这时共价键中的电子云有所减少而形成不饱和的共价键, 因而具有导电性, 开始金属化。

当压力继续加大到一定程度后, 氢分子将完全解离成为氢原子, 并以氢原子为结构单元形成新的面心立方结构, 氢原子中的电子全部共有化而形成单价金属, 如图1 ( d )所示。

金属氢的合成机理.jpg (59.58 KB, 下载次数: 3)

下载附件 保存到相册

2014-1-24 22:09 上传

图1 ( a )是固体氢结构的平面示意图。图中所表示的晶体是面心立方结构。氢分子两氢原子联线的中点位于晶格的格点上,，氢分子绕中点旋转着,，其电子云分布平均起来可视为球形对称的,，可简化成为一个球形模型来看。因此, 固体氢可视为旋转的氢分子球体按密堆积的规则排列成面心立方结构的分子晶体。氢分子之间的相互作用力是范德瓦耳斯引力。
由于范德瓦耳斯引力很弱，所以固体氢的结合力很小， 熔点很低，硬度也很小, 即压缩性很大。而氢分子内部则由结合力很强的共价键把两个氢原子联结起来形成一个三维的振子。因此,固体氢中的氢分子既围绕质心旋转又沿共价键方向振动。
由于氢分子之间结合力很弱, 氢分子的旋转与振动是很自由的

由于固体氢的结合力很小, 在高压作用下容易压缩, 转动的氢分子球体将缩小。压力高到一定程度时, 球体将畸变成橄榄形, 如图1 ( b ) 所示。
这时氢分子的转动受到了限制, 只能在橄榄球形范围内转动, 且相互有了交叉。
氢分子之间由于相互交叉挤压的结果, 键长有所伸长, 结构仍然是面心立方的分子晶体。

当压力进一步加大时, 氢分子之间进一步交叉挤压, 键长进一步伸长, 有一部分氢分子的氢原子挤压到另外相邻两个平行的氢分子形成的四边形的中心, 从而形成了新的面心结构, 如图1 ( c )所示。这时氢分子仍保存,但共价键上的电子云向相邻的原子有所转移, 如图1 ( c )中虚线所示的情况。
因此, 键强有所减弱, 键长有所伸长。这时共价键中的电子云有所减少而形成不饱和的共价键, 因而具有导电性, 开始金属化。

当压力继续加大到一定程度后, 氢分子将完全解离成为氢原子, 并以氢原子为结构单元形成新的面心立方结构, 氢原子中的电子全部共有化而形成单价金属, 如图1 ( d )所示。