أحادي سيليسيد الحديد

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

أحادي سيليسيد الحديد ( FeSi ) هو مركب بين فلزي ، وهو سيليسيد الحديد الذي يوجد في الطبيعة على شكل معدن الناكيت النادر . وهو شبه موصل ذو فجوة نطاق ضيقة، ومقاومته الكهربائية عند درجة حرارة الغرفة تبلغ حوالي 10 كيلو أوم·سم [ 3 ] ، وله خصائص مغناطيسية غير عادية عند درجات الحرارة المنخفضة. يمتلك FeSi شبكة بلورية مكعبة بدون مركز انعكاس ؛ ولذلك فإن بنيته المغناطيسية حلزونية، مع وجود كيرالية يمينية ويسارية . [ 4 ] 

في عام 1948، قام لينوس باولينج بدراسة طبيعة الروابط في أحادي سيليسيد الحديد. [ 5 ]

بناء

يُعدّ هذا التركيب نموذجًا أوليًا لـ"نوع تركيب أحادي سيليسيد الحديد"، من المجموعة الفراغية P 2 1 3 (رقم 198). وهو مشابه لتركيب كلوريد الصوديوم ، حيث تحتوي كل وحدة خلية على أربع ذرات حديد وأربع ذرات سيليكون. بينما في كلوريد الصوديوم، تقع الذرات الثماني عند زوايا مكعب، ويُحاط كل أيون بستة أيونات معاكسة، فإن الذرات في أحادي سيليسيد الحديد مُزاحة جميعها بالتوازي مع أقطار الجسم (على طول محاور التناظر الثلاثي) من مواقع الصوديوم والكلوريد. يفقد البلور جميع عناصر التناظر غير المباشر (التي تعكس الكيرالية)، وجميع محاور الدوران الرباعية والثنائية، والعديد من محاور التناظر الثلاثية والانتقالات، ولكنه يحتفظ ببعض محاور الدوران اللولبية الثنائية ومحاور التناظر الثلاثية لتركيب بلورة كلوريد الصوديوم. عندما تنتقل ذرة من (0,0,0) إلى ( x , x , x )، تتحرك الذرات الثلاث الأخرى من نفس النوع أيضًا، مما يُنشئ ترتيبًا حلزونيًا باستثناء حالة كون x من مضاعفات 1/4 . في هذه الحالة ، تُزاح الذرات من النوع الآخر أيضًا، بحيث تكون إحداها عند ( y , y , y ). إذا كانت x = − y = ± √ 5 – 1 / 8 ≈ ±0.1545 ، فسيكون كل أيون على مسافة متساوية من سبع ذرات من النوع الآخر، بمسافة ( √ 5 − 1) √ 3 / 4 ≈ 0.53523، بدلاً من ست ذرات بمسافة 1 / 2 وذرة واحدة بمسافة √ 3 / 2 في بنية كلوريد الصوديوم . [ 6 ]

في حالة أحادي سيليسيد الحديد، x = 0.13652 و y = 0.8424 (أو -0.1576)، أو x = -0.13652 و y = 0.1576، لذا فإن ذرات السيليكون السبع المحيطة بذرة الحديد لا تبعد جميعها عنها بنفس المسافة. تقع كل ذرة سيليكون داخل قفص مماثل من ذرات الحديد. تتمتع هذه الأقفاص بتناظر دوراني ثلاثي فقط، مع ثلاث مسافات بين الذرات مختلفة قليلاً بين الذرة المركزية والذرات السبع المحيطة بها (3 ذرات، 3 ذرات، وذرة واحدة على التوالي). توجد محاور لولبية ثلاثية يمينية ويسارية دون وجود عنصر تناظر يربط أحدهما بالآخر. (توجد محاور لولبية ثلاثية أيضًا في كلوريد الصوديوم ولكنها مرتبطة بتناظر مرآوي). هذا يعني أن بلورات أحادي سيليسيد الحديد توجد في شكلين متماثلين ضوئيًا مختلفين، اعتمادًا على إشارتي x و y . [ 7 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 هاينز، ويليام م.، محرر. (2016). دليل سي آر سي للكيمياء والفيزياء (الطبعة 97  ). مطبعة سي آر سي . ص  4.68. ISBN 9781498754293.
  2. ^ جالاخوف، في آر؛ كورمايف، إز؛ تشيركاشينكو، VM؛ يارموشينكو ، يو م . شمين، SN؛ بوستنيكوف، ايه في؛ أولنبروك ، إس. نيومان، م؛ لو، ZW. كلاين، بي إم؛ شي، تشو بى (1995). “البنية الإلكترونية لـ FeSi”. مجلة الفيزياء: المادة المكثفة . 7 (28): 5529-5535 . أرخايف : mtrl-th/9505004 . بيب كود : 1995JPCM....7.5529G . دوى : 10.1088/0953-8984/7/28/010 . S2CID 15970627 . 
  3. جاكارينو ، ف .؛ ويرثيم، ج.ك.؛ ويرنيك، ج.هـ.؛ ووكر، ل.ر.؛ أراجيس، سيجوردز (1967). "الحالة المثارة البارامغناطيسية لـ FeSi". مجلة Physical Review . 160 (3): 476-482 . Bibcode : 1967PhRv..160..476J . doi : 10.1103/PhysRev.160.476 .
  4. 1 2 ستيشوف، سيرجي م.؛ بتروفا، علاء إي. (2011). "المركب الهيمغنطيسي المتجول MnSi" . Uspekhi Fizicheskikh Nauk . 181 (11): 1157. دوى : 10.3367/UFNr.0181.201111b.1157 .
  5. ↑ باولينغ، لينوس ؛ سولديت، أ.م. (سبتمبر 1948). "طبيعة الروابط في سيليسيد الحديد، FeSi، والبلورات ذات الصلة" . أكتا كريستالوغرافيكا . 1 (4): 212-216 . Bibcode : 1948AcCry...1..212P . doi : 10.1107/S0365110X48000570 .
  6. ↑ "بنية FeSi (B20)" . موسوعة النماذج الأولية البلورية . AFLOW.
  7. ↑ أولريش بوركهارت وآخرون (4 مارس 2020). "البنية المطلقة من المجهر الإلكتروني الماسح" . التقارير العلمية . 10 (1): 4065. Bibcode : 2020NatSR..10.4065B . doi : 10.1038/s41598-020-59854- y . PMC 7055257. PMID 32132558 .