Новости химической науки > Жидкий натрий теряет свой металлический блеск

При приложении высокого давления к расплавленному натрию электропроводность металла понижается втрое – расчеты, проведенные в Национальной Лаборатории Лоуренса Ливермора (LLNL) описывают необычное плавление плотного натрия.

Руководитель проекта Эрик Швеглер (Eric Schwegler) отмечает, что был обнаружен ряд структурных и электронных изменений металла, вызываемых высоким давлением. Ранее сходные изменения структуры наблюдались и для твердого натрия, однако при гораздо меньших давлениях.

В отличие от других твердых металлов характер плавления натрия меняется при приложении дополнительного давления. (Рисунок: LLNL)

Предыдущие эксперименты показали беспрецедентное понижение температуры плавления натрия с 1000 K при 30 ГПа (30000 атмосфер) до комнатной температуры при повышении давления до 120 ГПа.

Обычно при плавлении твердого вещества его объем увеличивается. Также при увеличении давления возникают существенные трудности при плавлении материала, однако, эти закономерности не работают для натрия.

При увеличении давления жидкий натрий переходит в более компактную структуру. Этот переход, который, к тому же связан с троекратным уменьшением электропроводимости, происходит при 65ГПа.

Для изучения структурных и электронных изменений, обеспечивающих необычное поведение натрия при плавлении, были осуществлены теоретические исследования поведения натрия в интервале давлений от 5 до 120 ГПа и до температуры 1500 K.

Было обнаружено, что помимо перегруппировки атомов натрия в жидком состоянии происходит и перегруппировка электронов. Электронные облака натрия перераспределяются, временами улавливаясь в интерстициальные пустоты жидкости, и связи между атомами натрия приобретают направленность, нехарактерную для металлической кристаллической решетки.

Источник: DOE/Lawrence Livermore National Laboratory

метки статьи: #неорганическая химия, #физическая химия