The Chemistry of Tantalum and Niobium Fluoride Compounds pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Agulyansky, Anatoly

出品人:

页数:408

译者:

出版时间:2004-12

价格:$ 339.00

装帧:HRD

isbn号码:9780444516046

丛书系列:

图书标签:

• Tantalum
• Niobium
• Fluorides
• Inorganic Chemistry
• Coordination Chemistry
• Materials Science
• Chemical Compounds
• Non-metals
• Solid State Chemistry
• Electrochemistry

元素的交响：稀有金属的深层探秘 书名：《稀有金属的化学前沿：铪、锆与钇的结构、反应与应用》 作者：[此处可插入一个假想的权威学者姓名，例如：维克多·赫尔曼教授] 出版社：[此处可插入一个专业的学术出版社名称，例如：普林斯顿大学出版社/皇家化学学会出版部] --- 内容简介 本书是献给材料科学家、无机化学家以及专注于高性能合金与功能性陶瓷领域工程师的权威性专著。它并非对已知化学领域进行浅尝辄止的综述，而是深入挖掘了化学周期表中一个极具战略意义的区域——第IVB族（铪、锆）和稀土元素中的关键成员钇（Y）的复杂化学行为。我们摒弃了对大宗基础化学的重复叙述，将全部焦点集中于这些元素在极端条件下的结构形成、反应动力学及其在尖端技术中的不可替代性。 本书结构严谨，逻辑清晰，共分为七个深度章节，层层递进地构建起对铪、锆与钇化合物体系的全面理解。 第一章：过渡金属的电子结构与轨道杂化：理解铪与锆的基石 本章首先从量子力学角度剖析了铪（Hf）和锆（Zr）的电子排布差异，重点探讨了相对论效应如何影响其d/f轨道能量的重叠与杂化。我们将详细分析在不同氧化态下（主要是+IV态），这些元素如何形成具有高度对称性或手性特征的配合物。通过高分辨率光谱学数据，我们阐释了晶体场理论在解释其低配位数配合物稳定性方面的局限性，并引入了更先进的分子轨道理论模型来精确预测其键合强度与几何构型。 第二章：锆与铪的卤化物化学：从分子到晶格的转变 本章是本书的核心理论基础之一。我们不讨论简单的二卤化物，而是专注于高活性、高配位数的卤化物体系。重点分析了$ ext{Zr} ext{Cl}_4$和$ ext{Hf} ext{Cl}_4$在气相中的聚合行为，以及它们在非质子溶剂中解离形成高活性路易斯酸物种的机制。特别地，我们对超价卤化物（如$ ext{Zr} ext{F}_6^{2-}$和$ ext{Hf} ext{Br}_5^-$）的结构进行了深入的单晶X射线衍射分析，揭示了它们在固态下形成的多核簇结构，以及这些结构如何通过“桥接”配体维持电荷平衡。对于化学气相沉积（CVD）工艺中的前驱体选择，本章提供了关键的反应热力学数据和蒸汽压曲线，指导优化薄膜沉积过程中的欠化学计量问题。 第三章：钇的特殊地位：镧系收缩与钇的化学亲缘性 钇（Y）的化学性质常常被误解为介于镧系和过渡金属之间。本章旨在厘清这一误解。我们对比了$ ext{Y}^{3+}$与$ ext{La}^{3+}$、$ ext{Lu}^{3+}$的离子半径和水合能，强调了钇在许多体系中表现出更强的共价性倾向。详尽考察了钇的氧化物（$ ext{Y}_2 ext{O}_3$）在高温下的晶格缺陷工程，特别是氧空位（Oxygen Vacancies）的形成能及其对材料导电性能的影响。此外，本书对钇的硫化物和氮化物进行了详尽的电化学分析，这些材料是高温超导体和耐火材料的关键组分。 第四章：金属间化合物的合成与微观结构控制 本章聚焦于Hf-Zr-Y三元体系中具有重要结构稳定性的金属间化合物（Intermetallics）。我们详细描述了反应熔炼法（Arc Melting）和固态反应法（Solid-State Reaction）中，反应气氛（如氩气纯度、氧分压）对最终相组成的影响。尤其关注了$ ext{Zr} ext{Ni}$、$ ext{Hf} ext{Fe}$等二元相的Laves相结构，并利用透射电子显微镜（TEM）图像分析了位错密度和晶界扩散机制，这些直接决定了其在核反应堆包壳材料中的抗辐照损伤能力。 第五章：氧族化学：高性能陶瓷的挑战与机遇 氧族化合物是这些元素应用最为广泛的领域。本书深入探讨了$ ext{Hf} ext{O}_2$（氧化铪）和$ ext{Zr} ext{O}_2$（氧化锆）在稳定化过程中的化学机制。详细分析了例如$ ext{Yttria-Stabilized Zirconia}$（YSZ）中，$ ext{Y}_2 ext{O}_3$是如何通过引入非化学计量的阳离子空位来稳定其高压相（立方相或四方相）的。我们提供了关于热力学驱动的相变动力学的详细建模，特别是关于室温下四方相向单斜相转变的应力诱发机制，这对固体氧化物燃料电池（SOFC）电解质的设计至关重要。 第六章：有机金属配合物与催化活性位点的设计 本章探索了$ ext{Zr}$和$ ext{Hf}$在均相催化中的应用，特别是它们与环戊二烯基（Cp）和茂金属衍生物的结合。重点分析了$ ext{Cp}_2 ext{Zr} ext{Cl}_2$体系的活化过程，以及如何通过改变配体空间位阻和电子密度来精细调控齐格勒-纳塔（Ziegler-Natta）聚合反应的分子量分布和立构规整性。我们还提供了针对钇催化剂（$ ext{Y}( ext{O} ext{R})_3$）在极性单体开环聚合中的反应路径图。 第七章：环境与先进核能应用中的化学工程挑战 最后，本章将理论化学应用于工程实践。我们讨论了锆合金在过热水环境下的腐蚀机理（点蚀与晶间腐蚀），并详细解析了杂质元素（如铁和镍）在辐照环境下对锆晶格稳定性的负面影响。对于钪，我们着重研究了其在先进分离技术（如溶剂萃取）中作为高选择性分离剂的潜力，特别是如何设计有机磷酸酯类萃取剂以实现稀土元素和钪的有效分离。 --- 本书特色： 数据驱动： 全书引用了最新的高精度计算化学（DFT）结果，并配有大量原始的、未经简化的X射线晶体结构图。 应用导向： 紧密结合先进核工业、高性能涂层和精密催化领域的实际需求，提供可直接应用于实验设计的数据基础。 深度聚焦： 完全避开常见的一般无机化学叙述，确保每一页内容都聚焦于Hf, Zr, Y复杂、高价值的化学前沿。 目标读者： 高级研究生、从事先进材料研发的工业研究员、专注于难熔金属和稀土分离工艺的化学工程师。

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