Испаритель с падающей пленкой для концентрирования растворов едкого натра (гидроксида натрия).

Нитрат натрия, или натриевая селитра, NaNO ₃ , обычно называют чилийской селитрой из-за ее месторождений полезных ископаемых на севере Чили, основного источника. Нитрат натрия используется как азотное удобрение и как компонент динамита.

Натрий — Информация об элементе, свойства и применение

Расшифровка:

Химия в ее элементе: натрий

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Meera Senthilingam

На этой неделе важный элемент с раздвоением личности. Вот Дэвид Рид.

Дэвид Рид

Натрий, как и большинство элементов в периодической таблице, можно сказать, имеет двойственную личность. С одной стороны, это важное питательное вещество для большинства живых существ, и, тем не менее, из-за своей реактивной природы оно также способно нанести ущерб, если вы случайно комбинируете его с чем-то, чего не следует делать.

Натрий, как таковой, в природе встречается только в соединениях и никогда как свободный элемент. Тем не менее, его очень много: на его долю приходится около 2,6 процента земной коры по весу. Его наиболее распространенные соединения включают растворенный хлорид натрия (или поваренную соль), его твердую форму, галит и в качестве катиона, уравновешивающего заряд в цеолитах.

Помимо того, что натрий является важным питательным веществом, история человека и натрия, как говорят, началась еще во времена фараонов в Древнем Египте, с первого зарегистрированного упоминания соединения натрия в виде иероглифов.Трудно описать пиктограмму с помощью речи, но представьте себе волнистую линию поверх полого глаза, поверх полукруга, а рядом с ними — изображение стервятника, обращенное влево. Эта пиктограмма означала божественный или чистый, и ее название является корнем слова натрон, которое использовалось для обозначения стиральной соды или декагидрата карбоната натрия, как мы его знаем сегодня. Карбонат натрия использовался в мыле, а также в процессе мумификации благодаря его водопоглощающим и бактерицидным свойствам, регулирующим pH.

В средневековой Европе, однако, карбонат натрия также использовался как лекарство от головной боли, поэтому он получил название sodanum от арабского слова suda, что означает головная боль. Именно эта терминология вдохновила сэра Хамфри Дэви назвать этот элемент натрием, когда он впервые выделил его, пропустив электрический ток через едкий натр или гидроксид натрия в 1807 году. Этот процесс известен как электролиз, и с его помощью Дэви выделил элементаль. калий, кальций, магний и барий очень похожим методом.

Учителя химии часто сбивают детей с толку, когда рассказывают им о химических символах. В то время как такие, как H, N, C и O, кажутся совершенно логичными, сокращение натрия до Na поначалу кажется нелогичным. Однако, если мы рассмотрим слово натрон, мы сможем увидеть, откуда взялась сокращенная форма.

При выделении в металлической форме серебристо-белый натрий является агрессивным элементом, немедленно окисляющимся при контакте с воздухом и сильно выделяющим газообразный водород, который может загореться при контакте с водой.Это один из элементов первой группы с высокой реакционной способностью, которые называются щелочными металлами.

Как и другие щелочные металлы, он имеет очень характерный тест на пламя — ярко-оранжевый цвет по излучению D-линии. Это то, что вы видели во всех застроенных районах в виде уличных фонарей, в которых используется натрий для создания неестественного желтого света, освещающего наши улицы. Этот эффект был впервые замечен в 1860 году Кирхгофом и Бунзеном, известными как Бунзен Бёрнер.

Почти все молодые химики в какой-то момент пройдут испытание пламенем, и хлорид натрия — популярный выбор.К сожалению, интенсивность цвета такова, что если какое-либо соединение проливается в горелку Бунзена, она проклята гореть синим и оранжевым пятнистым пламенем, по-видимому, навсегда. Реакция натрия с водой — излюбленная демонстрация, и в Интернете есть множество видеороликов.

Натрий и его соединения имеют настолько разнообразные применения, что невозможно упомянуть их все здесь, пара примеров включает тот факт, что натрий используется для охлаждения ядерных реакторов, поскольку он не будет кипеть, как вода при высоких температурах, которые достигнуты.

Гидроксид натрия можно использовать для удаления серы из бензина и дизельного топлива, хотя образующийся токсичный суп из побочных продуктов привел к тому, что этот процесс объявлен вне закона в большинстве стран. Гидроксид натрия также используется в производстве биодизельного топлива и в качестве ключевого компонента в продуктах, удаляющих засоры из дренажей.

Пищевая сода на самом деле содержит натрий (это указано в названии!), А ее химическое название — бикарбонат натрия, где, я уверен, вы встречали его в выпечке или кулинарии, где он подвергается термическому разложению при температуре выше 70 ° C с выделением углерода. диоксид, который затем заставляет ваше тесто подниматься.

Натрий действительно играет важную роль в виде иона. В среднем человек должен получать около двух граммов натрия в день — и практически все это будет поступать с пищей в виде соли. Ионы натрия используются для создания электрических градиентов при возбуждении нейронов мозга. Это включает натрий (и его старший брат калий), диффундирующий через клеточные мембраны. Натрий диффундирует и выкачивается обратно, в то время как калий совершает обратный путь. Это может потреблять огромное количество энергии тела — иногда до 40 процентов.

Я хотел бы закончить коротким рассказом, который подчеркивает двойственную личность натрия. Один мужчина купил в Интернете три с половиной фунта металлического натрия и весь вечер реагировал на него водой различных форм и размеров, пока он и его друзья наблюдали за происходящим с безопасного расстояния. Вечеринка, очевидно, прошла успешно, но он не предлагает проводить свою собственную. На следующий день, когда хозяин вышел на улицу, чтобы проверить место, где он взорвал натрий, он заметил, что оно было покрыто роями желтых бабочек.Проведя небольшое исследование, он обнаружил, что у этих бабочек есть интересная привычка. Самцы ищут натрий и постепенно собирают его, а потом преподносят своим партнерам в качестве ритуала. Итак, это подводит итог двух граней натрия. Его насильственная реактивная природа контрастирует с его использованием любовными бабочками.

Мира Сентилингам

Это был Дэвид Рид из Саутгемптонского университета с двуличной химией натрия. На следующей неделе химический эквивалент обнаружения поездов.

Брайан Клегг

Ученых, производящих новые, очень тяжелые элементы, легко обвинить в том, что они следят за химическими поездами. Подобно тому, как наблюдатели за поездами часами наблюдают за определенным локомотивом, чтобы подчеркнуть это в своей книге, может показаться, что эти химики с трудом производят один или два атома сверхтяжелого элемента в качестве упражнения для отметки поля. Но элемент 114 преподнес не один сюрприз, показывая, почему такие элементы стоит исследовать.

Meera Senthilingam

И чтобы узнать, почему элемент 114 стоит усилий, присоединяйтесь к Брайану Клеггу на следующей неделе в программе Chemistry in its element.

(Промо)

(Окончание промо)

: факты, свойства, тенденции, использование и сравнение — Периодическая таблица элементов

История натрия

Элемент натрий был открыт Хамфри Дэви в год. 1807 г. в Соединенном Королевстве .Натрий получил свое название от английского слова soda (натрий на латыни)

Наличие натрия: изобилие в природе и вокруг нас

В таблице ниже показано содержание натрия во Вселенной, Солнце, Метеоритах, Земная кора, океаны и человеческое тело.

Кристаллическая структура натрия

Твердотельная структура натрия — это кубических телесных центрах.

Кристаллическую структуру можно описать с помощью ее элементарной ячейки. Элементарные ячейки повторяются в три пространственное пространство для формирования конструкции.

Параметры элементарной ячейки

Элементарная ячейка представлена ​​в терминах ее параметров решетки, которые являются длинами ячейки края Константы решетки ( a , b и c )

и углы между ними Углы решетки (альфа, бета и гамма).

Положения атомов внутри элементарной ячейки описываются набором атомных положений ( x _i , y _i , z _i ), измеренные от опорной точки решетки.

Свойства симметрии кристалла описываются концепцией пространственных групп. Все возможно симметричное расположение частиц в трехмерном пространстве описывается 230 пространственными группами (219 различных типов или 230, если хиральные копии считаются отдельными.

Атомные и орбитальные свойства натрия

Атомы натрия имеют 11 электронов и структура электронной оболочки [2, 8, 1] с символом атомного члена (квантовые числа) ² S _1/2 .

Оболочечная структура натрия — количество электронов на энергию уровень

Основное состояние электронной конфигурации натрия — нейтраль Атом натрия

Электронная конфигурация нейтрального атома натрия в основном состоянии [Ne] 3s1.Часть конфигурации натрия, эквивалентная благородному газу предыдущий период сокращенно обозначается как [Ne]. Для атомов с большим количеством электронов это нотация может стать длинной, поэтому используется сокращенная нотация. валентные электроны 3s1, электроны в внешняя оболочка, определяющая химические свойства элемента.

Полная электронная конфигурация нейтрали Натрия

Полная электронная конфигурация основного состояния для атома натрия, несокращенная электронная конфигурация

1с2 2с2 2п6 3с1

Атомная структура натрия

Атомный радиус натрия 190 пм, ковалентный радиус 154 пм.

Атомный спектр натрия

Химические свойства натрия: Энергия ионизации натрия и сродство к электрону

Сродство к электрону натрия составляет 52,8 кДж / моль.

Энергия ионизации натрия

Энергии ионизации натрия

Физические свойства натрия

Физические свойства натрия см. В таблице ниже.

Эластичные свойства

Твердость натрия — Испытания для измерения твердости элемента

Электрические свойства натрия

Натрий — проводник электричества. Ссылаться на Таблица ниже электрические свойства натрия

Свойства тепла и проводимости натрия

Магнитные свойства натрия

Оптические свойства натрия

Акустические свойства натрия

Термические свойства натрия — энтальпии и термодинамика

Термические свойства натрия

Энтальпия натрия

Изотопы натрия — ядерные свойства натрия

Изотопы родия.Натрий естественного происхождения имеет 1 стабильный изотоп — 23Na.

Нормативно-правовое регулирование и здравоохранение — Параметры и рекомендации по охране здоровья и безопасности

Поиск в базе данных

Список уникальных идентификаторов для поиска элемента в различных базах данных химического реестра

Изучите нашу интерактивную таблицу Менделеева

Сравнение элементов периодической таблицы

Что такое натрий — Свойства элемента натрия — Символ Na

Что такое натрий

Натрий — это химический элемент с атомным номером 11 , что означает, что в атомной структуре 11 протонов и 11 электронов.Химический символ для натрия — Na .

Натрий — мягкий серебристо-белый металл с высокой реакционной способностью. Натрий — щелочной металл, входящий в группу 1 периодической таблицы, потому что у него есть единственный электрон во внешней оболочке, который он легко отдает, создавая положительно заряженный атом — катион Na +.

Натрий — Свойства

См. Также: Свойства натрия

Атомная масса натрия

Атомная масса натрия 22.9897 шт.

Обратите внимание, что каждый элемент может содержать больше изотопов, поэтому полученная атомная масса рассчитывается на основе встречающихся в природе изотопов и их содержания.

Единицей измерения массы является атомная единица массы (а.е.м.) . Одна атомная единица массы равна 1,66 x 10 ^-24 грамма. Одна унифицированная атомная единица массы составляет приблизительно массы одного нуклона (либо одного протона, либо нейтрона) и численно эквивалентна 1 г / моль.

Для ¹² C атомная масса равна точно 12u, поскольку от нее определяется атомная единица массы. Для других изотопов изотопная масса обычно отличается и обычно находится в пределах 0,1 u от массового числа. Например, ⁶³ Cu (29 протонов и 34 нейтрона) имеет массовое число 63, а изотопная масса в его основном ядерном состоянии составляет 62, ед.

Существует две причины разницы между массовым числом и изотопной массой, известной как дефект массы:

1. Нейтрон на немного тяжелее на , чем протон .Это увеличивает массу ядер с большим количеством нейтронов, чем протонов, относительно шкалы атомных единиц массы, основанной на ¹² C с равным количеством протонов и нейтронов.
2. Энергия связи ядра варьируется от ядра к ядру. Ядро с большей энергией связи имеет более низкую полную энергию и, следовательно, на более низкую массу в соответствии с соотношением эквивалентности массы и энергии Эйнштейна E = mc ² . Для ⁶³ Cu атомная масса меньше 63, поэтому этот фактор должен быть доминирующим.

См. Также: Массовое число

Плотность натрия

Плотность натрия 0,968 г / см ³ .

Типичные плотности различных веществ при атмосферном давлении.

Плотность определяется как масса на единицу объема . Это интенсивное свойство , которое математически определяется как масса, разделенная на объем:

ρ = м / В

Проще говоря, плотность (ρ) вещества — это общая масса (m) этого вещества, деленная на общий объем (V), занимаемый этим веществом.Стандартная единица СИ — килограммов на кубический метр ( кг / м ³ ). Стандартная английская единица — фунта массы на кубический фут ( фунта / фут ³ ).

См. Также: Что такое плотность

См. Также: Самые плотные материалы Земли

Сродство к электрону и электроотрицательность натрия

Сродство к электрону натрия равно 52,8 кДж / моль .

Электроотрицательность натрия 0.93 .

Сродство к электрону

В химии и атомной физике сродство к электрону атома или молекулы определяется как:

изменение энергии (в кДж / моль) нейтрального атома или молекулы (в газовой фазе), когда электрон присоединяется к атому с образованием отрицательного иона .

X + e ^— → X ^— + сродство энергии = — ∆H

Другими словами, это может быть выражено как вероятность нейтрального атома получить электрон .Обратите внимание, что энергии ионизации измеряют склонность нейтрального атома сопротивляться потере электронов. Сродство к электрону измерить труднее, чем энергии ионизации.

Атом натрия в газовой фазе, например, излучает энергию, когда он получает электрон с образованием иона натрия.

Na + e ^— → Na ^— — ∆H = Аффинность = 52,8 кДж / моль

Чтобы правильно использовать сродство к электрону, важно отслеживать знак. Когда электрон присоединяется к нейтральному атому, выделяется энергия.Это сродство известно как сродство к первому электрону, и эти энергии отрицательны. По условию отрицательный знак означает выделение энергии. Однако для добавления электрона к отрицательному иону требуется больше энергии, что подавляет любое выделение энергии в процессе присоединения электрона. Это сродство известно как сродство ко второму электрону, и эти энергии положительны.

Сродство неметаллов и сродство металлов

• Металлы: Металлы любят терять валентные электроны с образованием катионов, чтобы иметь полностью стабильную оболочку.Электронное сродство металлов ниже, чем у неметаллов. Меркурий наиболее слабо притягивает лишний электрон.
• Неметаллы: Обычно неметаллы имеют более положительное сродство к электрону, чем металлы. Неметаллы любят получать электроны, чтобы образовывать анионы, чтобы иметь полностью стабильную электронную оболочку. Хлор сильнее всего притягивает лишние электроны. Сродство к электрону благородных газов не было окончательно измерено, поэтому они могут иметь или не иметь слегка отрицательные значения.

Электроотрицательность

Электроотрицательность , символ χ, представляет собой химическое свойство, которое описывает тенденцию атома притягивать электроны к этому атому.Для этих целей наиболее часто используется безразмерная величина , шкала Полинга , символ χ.

Электроотрицательность натрия:

χ = 0,93

В общем, на электроотрицательность атома влияет как его атомный номер, так и расстояние, на котором его валентные электроны находятся от заряженного ядра. Чем выше соответствующее число электроотрицательности, тем больше элемент или соединение притягивает к себе электронов.

Самому электроотрицательному атому, фтору, присваивается значение 4.0, а значения варьируются до цезия и франция, которые являются наименее электроотрицательными при 0,7.

Первая энергия ионизации натрия

Первая энергия ионизации натрия 5,1391 эВ .

Энергия ионизации , также называемая потенциалом ионизации , — это энергия, необходимая для удаления электрона из нейтрального атома.

X + энергия → X ⁺ + e ^—

, где X представляет собой любой атом или молекулу, способную к ионизации, X ⁺ представляет собой атом или молекулу с удаленным электроном (положительный ион), а e ^— представляет собой удаленный электрон.

Атому натрия, например, требуется следующая энергия ионизации для удаления самого удаленного электрона.

Na + IE → Na ⁺ + e ^— IE = 5,1391 эВ

Чаще всего используется энергия ионизации, связанная с удалением первого электрона. Энергия ионизации n th относится к количеству энергии, необходимому для удаления электрона из частиц с зарядом ( n -1).

1-я энергия ионизации

Х → Х ⁺ + е ^—

2-я энергия ионизации

X ⁺ → X ²⁺ + д. ^—

3-я энергия ионизации

X ²⁺ → X ³⁺ + e ^—

Энергия ионизации различных элементов

Есть энергия ионизации для каждого следующего удаляемого электрона.Электроны, которые вращаются вокруг ядра, движутся по довольно четко определенным орбитам. Некоторые из этих электронов более прочно связаны в атоме, чем другие. Например, всего 7,38 эВ требуется для удаления самого внешнего электрона из атома свинца, в то время как 88000 эВ требуется для удаления самого внутреннего электрона. Помогает понять реакционную способность элементов (особенно металлов, которые теряют электроны).

В общем, энергия ионизации увеличивается при движении вверх по группе и перемещении слева направо через период.Более того:

• Энергия ионизации самая низкая для щелочных металлов, которые имеют единственный электрон вне замкнутой оболочки.
• Энергия ионизации увеличивается в ряд на периодическом максимуме для благородных газов, имеющих закрытые оболочки.

Например, для ионизации натрия требуется всего 496 кДж / моль или 5,14 эВ / атом. С другой стороны, неон, благородный газ, непосредственно предшествующий ему в периодической таблице, требует 2081 кДж / моль или 21,56 эВ / атом.

Натрий — точка плавления и температура кипения

Температура плавления натрия 97,8 ° C .

Температура кипения натрия 883 ° C .

Обратите внимание, что эти точки связаны со стандартным атмосферным давлением.

Точка кипения — насыщение

В термодинамике термин насыщение определяет состояние, при котором смесь пара и жидкости может существовать вместе при заданных температуре и давлении.Температура, при которой начинает происходить испарение (кипение) для данного давления, называется температурой насыщения или точкой кипения . Давление, при котором начинается испарение (кипение) для данной температуры, называется давлением насыщения. Если рассматривать температуру обратного перехода от пара к жидкости, ее называют точкой конденсации.

Точка плавления — насыщение

В термодинамике точка плавления определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии.Добавление тепла превратит твердое вещество в жидкость без изменения температуры. Температура плавления вещества зависит от давления и обычно указывается при стандартном давлении. Когда рассматривается как температура обратного перехода от жидкости к твердому телу, она упоминается как точка замерзания или точка кристаллизации.

Натрий — удельная теплоемкость, скрытая теплота плавления, скрытая теплота испарения

Удельная теплоемкость натрия 1,23 Дж / г K .

Скрытая теплота плавления натрия составляет 2,598 кДж / моль .

Скрытая теплота испарения натрия составляет 96,96 кДж / моль .

Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость, или удельная теплоемкость, — это свойство, связанное с внутренней энергией , которое очень важно в термодинамике. Интенсивные свойства c _v и c _p определены для чистых простых сжимаемых веществ как частные производные внутренней энергии u (T, v) и энтальпии ч. (Т, п) , соответственно:

, где индексы v и p обозначают переменные, фиксированные во время дифференцирования.Свойства c _v и c _p упоминаются как удельная теплоемкость (или теплоемкости ), потому что при определенных особых условиях они связывают изменение температуры системы с количеством энергии, добавленной теплопередача. Их единицы СИ: Дж / кг K или Дж / моль K .

Различные вещества имеют различных величин за счет добавленного тепла .Когда к разным веществам добавляется определенное количество тепла, их температура увеличивается на разную величину.

Теплоемкость — это обширное свойство материи, то есть оно пропорционально размеру системы. Теплоемкость C имеет единицу энергии на градус или энергию на кельвин. При выражении того же явления, что и интенсивное свойство, теплоемкость делится на количество вещества, массы или объема, таким образом, количество не зависит от размера или протяженности образца.

Скрытая теплота испарения

Обычно, когда материал меняет фазу с твердой на жидкую или с жидкости на газ, в это изменение фазы вовлекается определенное количество энергии. В случае перехода жидкой фазы в газовую, это количество энергии известно как энтальпия испарения (обозначение ∆H _vap ; единица: Дж), также известная как (скрытая) теплота испарения или теплота испарения. испарение.В качестве примера посмотрите рисунок, на котором изображены фазовые переходы воды.

Скрытая теплота — это количество тепла, добавляемого к веществу или отводимого от него для изменения фазы. Эта энергия разрушает межмолекулярные силы притяжения, а также должна обеспечивать энергию, необходимую для расширения газа ( pΔV работают ). При добавлении скрытого тепла изменение температуры не происходит. Энтальпия парообразования является функцией давления, при котором происходит это преобразование.

Скрытая теплота плавления

В случае перехода твердой фазы в жидкую, изменение энтальпии, необходимое для изменения ее состояния, известно как энтальпия плавления (обозначение ∆H _fus ; единица: Дж), также известная как (скрытая) теплота плавления. .Скрытая теплота — это количество тепла, добавляемого к веществу или отводимого от него для изменения фазы. Эта энергия разрушает межмолекулярные силы притяжения, а также должна обеспечивать энергию, необходимую для расширения системы ( pΔV работают ).

Жидкая фаза имеет более высокую внутреннюю энергию, чем твердая фаза. Это означает, что энергия должна подаваться к твердому телу, чтобы расплавить его, и энергия выделяется из жидкости, когда она замерзает, потому что молекулы в жидкости испытывают более слабые межмолекулярные силы и, следовательно, имеют более высокую потенциальную энергию (своего рода энергия диссоциации связи для межмолекулярных сил).

Температура, при которой происходит фазовый переход, составляет точка плавления .

При добавлении скрытой теплоты изменения температуры не происходит. Энтальпия плавления является функцией давления, при котором происходит это преобразование. Условно предполагается, что давление составляет 1 атм (101,325 кПа), если не указано иное.

Натрий в таблице Менделеева

—
—
—

Структурные свойства и фазовый переход адсорбции Na на монослое MoS 2 | Письма о наноразмерных исследованиях

Структурные свойства

Чтобы получить четкое представление о фазовом переходе от 1H к 1T, мы сначала рассчитаем электронные структуры как тригонально-призматической фазы (1H-MoS ₂ ), так и октаэдрической призматической фазы (1T-MoS _{). 2} ) с использованием элементарной ячейки (1 × 1).Наши результаты показывают, что оптимизированные параметры решетки a ₀ = 3,166 Å как для исходного 1H-MoS ₂ , так и для исходного 1T-MoS ₂ , как показано в таблице 1.

Электронная структура дает четкое представление о разнице в структуре полос между 1H-MoS ₂ и 1T-MoS ₂ .Две фазы показывают совершенно разные электронные структуры. На рис. 2 показаны зонные структуры 1H-MoS ₂ и 1T-MoS ₂ без спин-орбитальной связи. 1H-MoS ₂ — это прямой полупроводник с минимумом зоны проводимости (CBM) и максимумом валентной зоны (VBM), расположенными в точке K. Ширина запрещенной зоны, полученная из расчетов GGA-PBE, составляет 1,71 эВ. Однако расчет электронной структуры структуры 1T показывает, что этот политип действительно является металлическим на рис. 2b.Мы также рассчитали разность энергий между 1H-MoS ₂ и неискаженной 1T-MoS ₂ элементарной ячейкой, которая показывает, что оптимизированная 1H-MoS ₂ более стабильна, чем 1T-MoS ₂ на 0,84 эВ. В нормальных условиях, хотя оба политипа монослоя MoS ₂ имеют одинаковый состав элементов, 1H-MoS ₂ более стабилен, чем 1T-MoS ₂ . Кроме того, постоянная решетки равновесия 1H-MoS ₂ близка к постоянной решетки 1T-MoS ₂ согласно таблице 1.

a Ленточные структуры 1H-MoS ₂ . б Ленточные конструкции 1Т-МоС ₂

Энергия адсорбции и анализ стабильности

Чтобы исследовать стабильность двух структурных фаз с адсорбцией Na, сначала определяется наиболее стабильная конфигурация изолированного атома Na, адсорбированного на ячейке (4 × 4) для обеих структурных фаз.Для определения наиболее стабильного положения вводятся три различных типа сайтов адсорбции [26], включая «t» сайт (верхний сайт непосредственно над атомом Mo), t ‘сайт (верхний сайт непосредственно над атомом S) и «h». участок (полый участок над центром шестиугольника) соответственно. Атомы Na, адсорбированные в других положениях, могут со временем релаксировать в один из трех перечисленных центров адсорбции [27]. Учитывая монослойную структуру гексагональной решетки монослоя MoS ₂ , разумно ожидать релаксации посторонних атомов на одном из этих центров адсорбции.x \) представляет полную энергию адсорбционной системы, а \ ({E} _ {\ mathrm {Na}} \) представляет полную энергию объемного натрия. Электронные конфигурации энергий адсорбции адатомов (\ ({E} _a \)) и структурных свойств для одиночного адсорбированного адатомом MoS ₂ , полученные в результате наших расчетов, перечислены в таблице 2. Результаты наших расчетов показывают, что энергия адсорбции различна для разные сайты. Во всех адсорбционных центрах сайт с наибольшей энергией адсорбции (минимальной полной энергией) называется предпочтительным.Сравнивая возможные участки h, t и t ’, мы обнаружили, что атом Na предпочитает располагаться на узле t для обеих структур.

Фазовый переход 2D-монослоя MoS

В предыдущем анализе мы определили наиболее стабильный сайт адсорбции для атомов Na на поверхности монослоя MoS ₂ , который находится наверху сайтов атомов Mo.Всего имеется 32 наиболее стабильных позиции для атомов Na по обе стороны сверхъячейки (4 × 4) MoS ₂ [28]. Чтобы систематически исследовать адсорбцию Na на поверхности монослоя MoS ₂ , мы вводим атомы Na с обеих сторон монослоя MoS ₂ , образуя соединение 1H-Na _x MoS ₂ и 1T-Na _x MoS ₂ для индуцирования фазового перехода, который представляет собой расслоение монослоя MoS ₂ на основе растворителя и типичную процедуру для процессов заряда / разряда в батарее.

Геометрия 1H-Na _x MoS ₂ оптимизированы с увеличением адсорбционной концентрации, как показано на рис. 3. Наши результаты показывают изменение энергии и структуры для 1H-Na _x MoS ₂ с увеличением концентрации Na. Как показано на рис. 3, цепочки Mo-Mo появляются в 1H-Na _x MoS ₂ при добавлении в систему 2 ~ 6 атомов Na.Треугольная кластеризация Mo-Mo появляется в 1H-Na _x MoS ₂ с увеличением адсорбционных концентраций.

Оптимизированные структуры наиболее стабильного 1H-Na _x MoS ₂ , треугольная кластеризация Mo-Mo, выделенная красным цветом

Оптимизированная геометрия 1T-Na _x MoS ₂ с увеличением адсорбционных концентраций показаны на рис.4а. Структура подложки 1T-MoS ₂ напрямую переходит в ZT-MoS ₂ после релаксации из-за нестабильности. Некоторые цепи Mo-Mo появляются в 1T-Na _x MoS ₂ в соответствии с определенными правилами. Эти атомы Мо постепенно образуют алмазоподобную цепочку до восьми атомов Na, которые вводятся в систему. Система, вероятно, сохранит структуру алмазной цепи. Геометрические конфигурации ZT-MoS ₂ и DT-MoS ₂ без адсорбции четко показаны на рис.4б, в соответственно. Отдельно стоящий 1T-MoS ₂ проявляет металлические свойства и является метастабильным. И ZT-MoS ₂ , и DT-MoS ₂ относятся к искаженному октаэдрическому скоординированному MoS _2.

a Оптимизированные структуры наиболее стабильного 1T-Na _x MoS ₂ , ромбовидная кластеризация Mo-Mo, выделенная красным цветом .Искаженный октаэдрический скоординированный MoS ₂ : b ZT-MoS ₂ : зигзагообразные цепи Mo-Mo, c DT-MoS ₂ ромбовидные цепочки Mo-Mo

Аналогично определению энергии адсорбции, энергия образования при различных концентрациях поглощения Na рассчитывается с использованием выражения:

$$ {E} _ {f (x)} = {E} _ {\ left (X — \ mathrm {N} \ mathrm {a} x \ mathrm {M} \ mathrm {o} \ mathrm {S} 2 \ right)} — ​​{E} _ {\ left (X- \ mathrm {M} \ mathrm {o} \ mathrm {S} 2 \ right)} — ​​n {E} _ {\ left (\ mathrm {N} \ mathrm {a} \ right)} $$

(2)

, где X = 1H, 1T, \ ({E} _ {\ left (X- \ mathrm {N} \ mathrm {a} x \ mathrm {M} \ mathrm {o} \ mathrm {S} 2) \ right)} \) — полная энергия X-Na _x MoS ₂ соединение, \ ({E} _ {\ left (\ mathrm {M} \ mathrm {o} \ mathrm {S} 2 \ right)} \) — полная энергия того же MoS ₂ политип, а \ ({E} _ {\ left (\ mathrm {N} \ mathrm {a} \ right)} \) — полная энергия объемного натрия.Отрицательная энергия связи указывает на экзотермическое химическое взаимодействие между Na и MoS ₂ . Относительная энергия образования на атом Na 1T-Na _x MoS ₂ относительно 1H-Na _x MoS ₂ изменяется при постоянном увеличении концентрации адсорбции Na на рис. 5. 1H-Na _x MoS ₂ все еще сохраняет стабильность при низкой адсорбционной концентрации.Однако 1Т-Na _x MoS ₂ становится более стабильным, чем 1H-Na _x MoS ₂ , когда адсорбционная концентрация атомов Na превышает примерно 35%. По мере увеличения адсорбционной концентрации Na 1T-Na _x MoS ₂ в дальнейшем станет стабильным.

Относительная энергия образования 1T-Na на один атом Na _x MoS ₂ относительно 1H-Na _x MoS ₂ как функция концентрации Na

Барьер перехода из фазы 1H в фазу 1T

Процедуру перехода можно рассматривать как сдвиг одного слоя атомов S в структуре 1H-MoS ₂ в положение h на рис.1а. Следовательно, энергия барьера структуры 1H-MoS ₂ для перехода структуры 1T-MoS ₂ может быть рассчитана путем сдвига одного слоя S из структуры 1H в сторону структуры 1T при фиксации атомов Mo, в то время как другие атомы позволяют расслабиться. Метод подталкивающей эластичной ленты (NEB) принят для расчета энергии барьера от структурного перехода 1H в 1T, как показано на рис. 6a. Наши результаты показывают, что барьер фазового перехода от структуры 1H к структуре 1T составляет примерно 1.61 эВ в отсутствие внешних адатомов. Фазовый переход включает перемещение одного из атомов S из одного пирамидального положения в другое пирамидальное положение. Относительная энергия интеркалированного Na 1T-MoS ₂ составляет 0,52 эВ. Между тем, барьер от 1H-MoS ₂ к 1T-MoS ₂ уменьшается до 0,91 эВ, когда атомы Na полностью адсорбируются на одной стороне монослоя MoS ₂ . Энергия барьера значительно уменьшается от перехода структуры 1H к 1T за счет адсорбции атома Na на монослое MoS ₂ .Эти результаты предполагают, что атомы Na не только эффективны, чтобы сделать 1T-MoS ₂ энергетически выгодным, но также играют важную роль в процессе фазового перехода. Согласно нашим теоретическим расчетам и экспериментальным работам, мы суммируем пути структурного фазового перехода между различными структурами на рис. 6b. Подробный процесс выглядит следующим образом: (1) Когда атомы Na адсорбируются на 1H-MoS ₂ , 1H-MoS ₂ остается стабильным до тех пор, пока концентрация Na не достигнет 35%.Когда на обеих сторонах монослоя MoS ₂ адсорбируется больше атомов Na, искаженный 1T-MoS ₂ становится более стабильным. Кроме того, структура окончательно трансформируется в искаженную фазу 1T-MoS ₂ с алмазоподобными цепочками. (2) Когда все атомы Na извлечены из системы, структура станет ZT-MoS ₂ . (3) ZT-MoS ₂ преобразуется обратно в фазу 1H-MoS ₂ при нагревании или старении.

a Изменение энергии на атом S для структурного перехода 1H в 1T в зависимости от координаты реакции для чистого MoS и MoS, покрытого Na ₂ . b Пути структурных фазовых переходов адсорбции Na на монослое MoS ₂

Электрохимические свойства Na

Для проверки пригодности Na _x MoS ₂ в качестве электродного материала для ионов Na рассчитываем среднее напряжение адсорбции. Электродный потенциал между Na _{x 1} MoS ₂ и Na _{x 2} MoS ₂ ( х ₂ > x ₁ ) рассчитывается как [29]:

$$ \ overline {V} = — \ frac {G_ {x_2} — {G} _ {x_1} — \ left ({x} _2- {x} _1 \ right) {G} _ {Na}} {\ left ({x} _2- {x} _1 \ right) e} $$

(3)

где \ ({G} _ {x_2} \) и \ ({G} _ {x_1} \) — полные энергии Na _x MoS ₂ систем и \ ({G} _ {\ mathrm {Na}} \) — энергия, приходящаяся на один атом Na в его объемном состоянии.Электродный потенциал для 1H-Na _x MoS ₂ и 1T-Na _x MoS ₂ как изменение концентрации показано на фиг. 7 соответственно. Наши результаты показывают, что профиль напряжения для 1H-Na _x MoS ₂ изменяется с тенденцией к снижению в диапазоне 0 ~ 1 В, как показано на рис. 7a, со средним значением 0,72 В. Электродный потенциал для 1T-Na _x MoS ₂ изменяется в диапазоне 0 ~ 3.5 В, как показано на рис. 7b. Однако 1Т-Na _x MoS _{2 Системы} нестабильны для концентраций x <0,35, как показано на рис. 5. Следовательно, большие значения потенциала 1T-Na _x MoS ₂ Соединения для низких концентраций вряд ли будут использоваться на практике. Наши результаты показывают, что средний потенциал 1T-Na _x MoS ₂ получается примерно как 1.28 В. По сравнению с интеркалированным литием MoS ₂ , средний потенциал Na _x MoS ₂ намного ниже из-за более слабого связывания атомов Na. Поскольку в идеале хороший анод должен иметь низкий электродный потенциал, наш расчетный профиль напряжения предполагает, что слоистый MoS ₂ подходит в качестве анода для NIB. Когда этот интеркалированный Na анод MoS ₂ комбинируется с материалами катода высокой емкости, такими как Na ₃ MnPO ₄ CO ₃ , Na-ионный аккумуляторный элемент может давать желаемое напряжение холостого хода в диапазоне 2.5 ~ 3,5 В.

Электродный потенциал интеркалированного натрия a 1H-MoS ₂ и b 1T-MoS ₂

домов и квартир — idealista

1/20

475 000 € Гараж включен

Большая вилла-апартаменты с частным бассейном и панорамным видом на Кала Моли Порт Аддайя. Собственности пользуется частным бассейном, и…

1/43

1/23

260 000 € Гараж включен

Невероятная возможность оказаться всего в нескольких метрах от пляжа и насладиться незабываемым отдыхом в живописной деревне Макарет ….

29 января

822 000 €

На Менорке много уединенных, очаровательных и живописных деревень, и Макарет, без сомнения, занимает первое место в списке.Традиционный и п …

1/50

1/32

1/24

1/68

1/21

1/21

235 000 € Гараж включен

КРАСИВАЯ КВАРТИРА В COVES NOVES Эти апартаменты расположены в эксклюзивной урбанизации Coves Noves, на северном побережье Менорки, i…

1/19

1/44

1/48

1/35

1/42

1/31

1/20

1/41

1/21

1/31

1/33

1/50

1/52

1/43

1/59

1/41

1/36

1/23

260 000 € Гараж включен

Наслаждайтесь привилегией находиться всего в нескольких метрах от пляжа и насладиться незабываемым отдыхом в живописной деревне…

1/24

1/38

190 000 € Гараж включен

КРАСИВЫЕ ВИДЫ НА МОРЕ / ПОРТ — Построенные известной компанией Тейлор Вудро в 2000 году, эта прекрасная квартира площадью 91 м2 имеет потрясающий вид на море и порт ….

Средняя цена: 2782 евро / м²

Na Hoku Maui Lani Дома на продажу

Na Hoku Дома на продажу в Мауи-Лани

Карта

Поэтажный план

Ниже приведены образцы имеющихся поэтажных планов домов в На Хоку. Не масштабировано и не гарантировано — возможно, на протяжении многих лет отдельные владельцы вносили существенные изменения, влияющие на план этажа. Только для иллюстративных целей.

Связаться

Вас интересует На Хоку на Мауи Лани? Свяжитесь с нами сегодня, в нашей команде работают лучшие специалисты на рынке недвижимости Кахулуи.

Ниже представлена ​​наиболее полная карта Мауи Лани с указанием расположения каждого района на всей территории. Свяжитесь с нами, чтобы обсудить любую конкретную область.

Последние продажи в Na Hoku Maui Lani

На Хоку в Мауи Лани Ул. Хоку Пухипака 70, Кахулуи

$ 865000 Цена продажи — 3 спальных места, 2.00 ванных комнат, 1,824 SF

MLS® № 3

Комиссия Simple
Pono Real Estate LLC

На Хоку Ул. Анамули 136, Кахулуи

$ 840,000 Цена продажи — 3 спальных места, 2.50 ванных комнат, 2,241 SF

MLS® № 389491

Плата Simple
Keller Williams Realty Maui-Ka

На Хоку в Мауи Лани 132 Kapela Pl, Кахулуи

$ 825 100 Цена продажи — 3 спальных места, 2.50 ванных комнат, 1,787 SF

MLS® № 3

Fee Simple
Coldwell Banker Island Prop (Ka)

На Хоку в Мауи Лани 232 Molehulehu St, Кахулуи

$ 710 000 Цена продажи — 3 спальных места, 2.