氯化钠出乎意料的稳定化学计量比
材料科学
2012-11-16 v1 其他凝聚态物理
化学物理
摘要
在常压下，钠、氯及其唯一已知化合物 NaCl 具有 well-understood 的晶体结构和化学键合特征。钠是具有 bcc 结构的近自由电子金属。氯是由 Cl2 分子组成的分子晶体。由于 Na 和 Cl 原子间巨大的电负性差异，氯化钠具有高度离子化的化学键，其 1:1 的化学计量比由电荷平衡决定，且其岩盐（B1 型）晶体结构符合 Pauling 规则。迄今为止，Na-Cl 体系一直被认为是一个极其简单的教科书式系统。在此，我们表明在压力下，Na-Cl 体系中化合物的稳定性发生变化，并在低至 25 GPa 的压力下出现具有不同化学计量比的新材料。除了 NaCl 外，我们的理论计算预测了 Na3Cl、Na2Cl、Na3Cl2、NaCl3 和 NaCl7 化合物的稳定性，这些化合物具有异常的键合和电子性质。其中大多数材料的带隙是闭合的。在这些预测的指导下，我们在激光加热金刚石对顶砧中，于 2000 K 以上的温度下，在 55-60 GPa 压力下合成了立方相 NaCl3。
引用
@article{arxiv.1211.3644,
title = {Unexpected stable stoichiometries of sodium chlorides},
author = {Weiwei Zhang and Artem R. Oganov and Alexander F. Goncharov and Qiang Zhu and Salah Eddine Boulfelfel and Andriy O. Lyakhov and Maddury Somayazulu and Vitali B. Prakapenka},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.3644},
year = {2012}
}
备注
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