无机化学研究.ppt

结构研究表明， α-AgI是一种碘离子按体心立方堆积，晶体中有八面体空隙、四面体空隙和三角双锥空隙。Ag＋离子主要分布于四面体空隙中，但也可以进入其他空隙，故在电场作用下可进行阻力较小的迁移而导电。 付诸实用的银－碘固体电池是以金属银为负极，以RbI3为正极，RbAg4I5为固体电解质。其电池反应是 4Ag＋2RbI3 RbAg4I5＋RbI 其中银失去电子被氧化是电池的负极，I3－离子得到电子被还原是电池的正极。这种电池适用于－55 ℃到 ＋200 ℃之间, 寿命长, 抗震能力强, 可作微型器件电源。 Na离子导体早在60多年以前就发现了，它是Na、β-Al2O3的非计量化合物。如有一种组成为Na1.2Al11O17.1的Na离子导体，其中Na2O多了1/11。 显然，以Al3＋和O2－组成的β-Al2O3的晶体中存在大量Al3＋离子的空位，同时在晶体中还存在有垂直于主轴的钠离子迁移的通道，从而使Na＋离子的迁移变得十分容易。 β-Al2O3主要用作新型高能钠硫蓄电池，电池的结构为 (－) Na｜β-Al2O3｜Na2Sx，S(石墨) (＋) 放电时，Na失去电子变为Na＋离子，Na＋离子通过β-Al2O3电解质和硫起反应，电子则通过外电路到达正极。 该电池的理论比容量是铅蓄电池的10倍，无自放电现象，充电效率几乎可达100 ％，而且价格低廉，结构简单，无环境污染。 4.4.3 超导体 1911年，Onnes奥列斯发现温度降至4 K时汞呈现零电阻态。这是“超导”的最早记录。他由外磁场给超导状态的汞环感生出电流，这个感生电流经数日而不衰减。 Tc/K ? ? 1993 Hg-Ba-Cu-O Y-Ba-Cu-O 100 150 50 液N2 液Ne 液H2 La-Sr-Cu-O La-Ba-Cu-O 1990 1970 1950 1930 1910 0 Hg Pb Nb NbO NbN Nb3Sb V3Si Nb-Al-Ge Nb3Ge 年代 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 在介绍超导之前先定义两个与超导有关的值。 临界强度：从常导状态到超导状态的转变温度称为临界温度Tc。 临界磁场：如果向超导状态物体施加一个磁场，当磁场大到一定数值，超导状态会转变为常导状态，该磁场值Hc称为临界磁场。Hc与Tc的关系为: 其中Hc(0)为临界温度时的临界磁场，T为超导态所处温度。 Hc T Hc(0) Tc ＝1－( ) 2 近年来, 超导体的发展主要在提高临界温度。 已知有24种元素的单质可呈现超导状态, 如Be、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Mo、W、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb等，其中Nb的临界温度最高，为9.13 K。 已知许多合金也可呈超导状态, 如1977年发现的Nb3Ge，临界温度Tc高达23 K。 这些较低的临界温度必须要用液氦(Tc＝5.25 K)冷却才能得到超导状态。 在1986年以前，人们已经发现有1 000余种化合物可呈现超导态，除无机物外甚至还有一些一维结构的有机高分子或有机盐，但无一高过Nb3Ge的临界温度, 因而曾一度认为25 K可能是超导态的极限温度。 在1986年发现了镧钡铜的复合氧化物的Tc高达30 K。这在当时引起了轰动，在以后的一年多的时间里Tc提高到90 K (液氮的临界温度为126.15 K )，甚至还有达常温的传闻性报导。 不过，现在可在液氮临界温度下获稳定超导状态已是完全肯定的事实，因液氮比起液氦价低而且容易得到，能在此温度下呈超导已属于相对于液氦是高温的超导，故广泛地称它们为“高温复合氧化物超导材料”。 此类材料均证实为钙钛矿相关晶型, 其中具化学式YBa2Cu3O7－x的钇钡铜氧化物简称为1-2-3型化合物, 证实为氧缺陷的非计量化合物, 其中, x≤0.1时超导效果最佳。 YBa2Cu3O7－x，x≤0.1，于1988年由朱经武和吴茂昆发现，在95 K显示超导性。 YBa2Cu3O7－x属于