Lega vs composto non stechiometrico

[Svante]

Come definireste in maniera rigorosa la differenza tra una lega e un
composto non stechiometrico?
In genere quando si parla di composti non stechiometrici ci si
riferisce a composti interstiziali (idruri, carburi, nitruri, composti
intercalari della grafite, etc.) oppure a ossidi di metalli presenti
in diversi stati di ossidazione (o meglio con diverso grado di
coordinazione). Però a rigor di termini, a parte il fatto che in
questi casi vi è sempre la presenza di un non metallo, non vedo una
differenza sostanziale con una lega metallica. Mi potete aiutare?
Grazie.

[Soviet_Mario]

Post by Svante
Come definireste in maniera rigorosa la differenza tra una lega e un
composto non stechiometrico?

più che altro il termine "lega" (diciamo monofasica, altrimenti il discorso
è ancora più generale) è un po' vasto e racchiude almeno due grandi
categorie, leghe sostituzionali e interstiziali (come tu dici dopo anche se
le inserisci nei non stechiometrici) più altre che non conosco, entrambe non
stechiometriche. Probabilmente tra gli estremi di atomi di dimensione
analoga, struttura elettronica compatibile e struttura cristallina "nativa"
sovrapponibile (sostituzionale pura) e di atomi molto differenti, di cui uno
piccolissimo (interstiziale pura) si trovano anche casi intermedi non ben
ascrivibili. Ad esempio il silicio nel ferro a che categoria appartiene ? E
berillio o boro in alluminio o magnesio ?
E' possibile che il concetto di non stechiometrico debba essere stirato a
coprire anche i casi di sub-stechiometrico (tipico di alcuni ossidi che di
per sé stessi sarebbero stechiom, ma contengono dispersi atomi metallici
liberi o a valenze non standard per il reticolo principale, spesso in
percentuale non elevata). Non saprei darne una definizione rigorosa. Sono
miscele, al pari delle leghe, e secondo me essendo dispersioni (poca
miscibilità reciproca in senso termodinamico) e non soluzioni, sono diversi
dalle leghe sostituzionali (che invece sono soluzioni vere e proprie). Le
leghe interstiziali non saprei come definirle in questo senso.

Post by Svante
In genere quando si parla di composti non stechiometrici ci si
riferisce a composti interstiziali (idruri, carburi, nitruri,

di carburi ne esistono pure stechiometrici, tipo la cementite nell'acciaio,
che coesiste con uan frazione di carbonio semplicemente dispersa. Di nitruri
non stechiometrici non so nulla.
Mi è capitato sottomano una rivista di "welding electrodes" che sfrutta
l'aggiunta di leghe di alluminio al nucleo di acciaio per sotttrarre azoto
al ferro, formando composti che non qualificano bene, ma suppongo di formula
definita (tipo AlN, BN) magari dispersi (è il problema delle
cristallizzazioni a velocità di solidificazione elevatissime, e quel che c'è
dentro ci resta congelato dentro).
Però non ho mai sentito di nitruri non stechiometrici, anche se esisteranno
di certo.
Ingenuamente pensavo che il carattere ionico cominciasse a diventare un po'
troppo spiccato.

Post by Svante
composti
intercalari della grafite, etc.) oppure a ossidi di metalli presenti
in diversi stati di ossidazione (o meglio con diverso grado di
coordinazione). Però a rigor di termini, a parte il fatto che in
questi casi vi è sempre la presenza di un non metallo, non vedo una
differenza sostanziale con una lega metallica. Mi potete aiutare?

direttamente no, spero che discutendone e con contributi vari altrui vada
delineandosi pian piano un quadro più chiaro.
Restrittivamente parlando per composti non stechiometrici ho sempre inteso
composti definiti, spesso con un certo carattere ionico, con la tendenza a
formarsi e/o cristallizzare in forma di dispersioni più o meno omogenee. Da
questo punto di vista persino la banale ruggine che si forma spontaneamente
lo è !
Ciao
CCCP++Mario

Post by Svante
Grazie.

[Svante]

Giusto per chiarire, ho posto la domanda perchè ho intenzione di
sistemare la voce "Composto chimico" di Wikipedia:
http://it.wikipedia.org/wiki/Composto_chimico

Post by Soviet_Mario

Post by Svante
Come definireste in maniera rigorosa la differenza tra una lega e un
composto non stechiometrico?

più che altro il termine "lega" (diciamo monofasica, altrimenti il discorso
è ancora più generale) è un po' vasto e racchiude almeno due grandi
categorie, leghe sostituzionali e interstiziali (come tu dici dopo anche se
le inserisci nei non stechiometrici) più altre che non conosco, entrambe non
stechiometriche. Probabilmente tra gli estremi di atomi di dimensione
analoga, struttura elettronica compatibile e struttura cristallina "nativa"
sovrapponibile (sostituzionale pura) e di atomi molto differenti, di cui uno
piccolissimo (interstiziale pura) si trovano anche casi intermedi non ben
ascrivibili. Ad esempio il silicio nel ferro a che categoria appartiene ? E
berillio o boro in alluminio o magnesio ?
E' possibile che il concetto di non stechiometrico debba essere stirato a
coprire anche i casi di sub-stechiometrico (tipico di alcuni ossidi che di
per sé stessi sarebbero stechiom, ma contengono dispersi atomi metallici
liberi o a valenze non standard per il reticolo principale, spesso in
percentuale non elevata). Non saprei darne una definizione rigorosa. Sono
miscele, al pari delle leghe, e secondo me essendo dispersioni (poca
miscibilità reciproca in senso termodinamico) e non soluzioni, sono diversi
dalle leghe sostituzionali (che invece sono soluzioni vere e proprie). Le
leghe interstiziali non saprei come definirle in questo senso.

Post by Svante
In genere quando si parla di composti non stechiometrici ci si
riferisce a composti interstiziali (idruri, carburi, nitruri,

di carburi ne esistono pure stechiometrici, tipo la cementite nell'acciaio,
che coesiste con uan frazione di carbonio semplicemente dispersa. Di nitruri
non stechiometrici non so nulla.
Mi è capitato sottomano una rivista di "welding electrodes" che sfrutta
l'aggiunta di leghe di alluminio al nucleo di acciaio per sotttrarre azoto
al ferro, formando composti che non qualificano bene, ma suppongo di formula
definita (tipo AlN, BN) magari dispersi (è il problema delle
cristallizzazioni a velocità di solidificazione elevatissime, e quel che c'è
dentro ci resta congelato dentro).
Però non ho mai sentito di nitruri non stechiometrici, anche se esisteranno
di certo.
Ingenuamente pensavo che il carattere ionico cominciasse a diventare un po'
troppo spiccato.

Ma la ionicità non credo sia un fattore determinante in questo caso
perchè N(3-) è troppo polarizzabile per esser presente come tale,
almeno nei nitruri dei metalli di transizione. Comunque controllando
su testi di inorganica si dice che i nitruri dei metalli di
transizione sono molto simili per struttura e caratteristiche ai
carburi e ai boruri (che mi ero dimenticato di citare). Lì si dice che
ne esistono sia di stechiometrici che di non stechiometrici.

Tra i composti che vengon definiti non stechiometrici vi sono anche
solfuri, seleniuri e tellururi; tra l'altro in questi ultimi casi si
parla sia di leghe che di composti non stechiometrici, immagino
proprio perchè le dimensioni reciproche degli atomi iniziano a
diventar simili.

Post by Soviet_Mario

Post by Svante
composti
intercalari della grafite, etc.) oppure a ossidi di metalli presenti
in diversi stati di ossidazione (o meglio con diverso grado di
coordinazione). Però a rigor di termini, a parte il fatto che in
questi casi vi è sempre la presenza di un non metallo, non vedo una
differenza sostanziale con una lega metallica. Mi potete aiutare?

direttamente no, spero che discutendone e con contributi vari altrui vada
delineandosi pian piano un quadro più chiaro.
Restrittivamente parlando per composti non stechiometrici ho sempre inteso
composti definiti, spesso con un certo carattere ionico, con la tendenza a
formarsi e/o cristallizzare in forma di dispersioni più o meno omogenee. Da
questo punto di vista persino la banale ruggine che si forma spontaneamente
lo è !
Ciao
CCCP++Mario

sì infatti gli ossidi, semplici o complessi (per esempio i
superconduttori ad alta temperatura), sono i composti che più spesso
vengono citati ad esempio tra i non stechiometrici (a questo proposito
sul earnshaw-greenwood c'è un'interessante analisi).

Post by Soviet_Mario

Post by Svante
Grazie.

[Soviet_Mario]

Post by Svante
Giusto per chiarire, ho posto la domanda perchè ho intenzione di
http://it.wikipedia.org/wiki/Composto_chimico

capito.
CUT

Post by Svante

Post by Soviet_Mario
Mi è capitato sottomano una rivista di "welding electrodes" che sfrutta
l'aggiunta di leghe di alluminio al nucleo di acciaio per sotttrarre azoto
al ferro, formando composti che non qualificano bene, ma suppongo di formula
definita (tipo AlN, BN) magari dispersi (è il problema delle
cristallizzazioni a velocità di solidificazione elevatissime, e quel che c'è
dentro ci resta congelato dentro).
Però non ho mai sentito di nitruri non stechiometrici, anche se esisteranno
di certo.
Ingenuamente pensavo che il carattere ionico cominciasse a diventare un po'
troppo spiccato.

Ma la ionicità non credo sia un fattore determinante in questo caso
perchè N(3-) è troppo polarizzabile per esser presente come tale,
almeno nei nitruri dei metalli di transizione.

d'accordo, il legame tipo in VN (durissimo nitruro di vanadio) è certamente
in larga parte covalente. Però una certa percentuale di ionicità ce l'avrà
pure, ben superiore a quella dei carburi (tipo Fe3C) che infatti di solito
hanno formule non standard anche per l'uso un po' atipico degli elettroni di
valenza (non mi risulta esista Fe4C3 e neppure Fe2C). Per contro esistono
anche carburi totalmente covalenti diamond-like (tipo SiC). Non ricordo come
sia quello di titanio, di cui ignoro anche la struttura.
Sui boruri non so, un superficiale esame delle differenze di
elettronegatività sembrerebbe escludere a priori apprezzabili caratteri
ionici.
Eppure carburi particolarmente ricchi in boro potrebbero avere strutture
analoghe (elettronicamente parlando) a quella icosaedrica tipica del
dodecaborano, magari parzialmente sostituita con atomi esogeni, che a causa
edll'elettrodeficienza latente forma anioni seppure non classici (anche
perché B(3-) non avrebbe comunque una configurazione particolarmente
stabile)
Farò qualche ricerchina non appena ho tempo, perché i boruri sono intriganti
e hanno strutture che non ho mai visto in nessun altro elemento.

Post by Svante
Comunque controllando
su testi di inorganica si dice che i nitruri dei metalli di
transizione sono molto simili per struttura e caratteristiche ai
carburi e ai boruri (che mi ero dimenticato di citare).

evidentemente allora mi sono sbagliato a ritenere i nitruri spiccatamente
più ionici dei compari

Post by Svante
Lì si dice che
ne esistono sia di stechiometrici che di non stechiometrici.
Tra i composti che vengon definiti non stechiometrici vi sono anche
solfuri, seleniuri e tellururi; tra l'altro in questi ultimi casi si
parla sia di leghe che di composti non stechiometrici, immagino
proprio perchè le dimensioni reciproche degli atomi iniziano a
diventar simili.

mi pare che ci siano anche alcuni solfuri conduttivi allo stato solido, il
che avvalora quanto dici, in quanto i solidi ionici classici allo stato
solido sono quasi sempre isolanti.
Non so però se la conduzione nasca dalla "ipovalenza" (ossia dalla frazione
di atomi metallici dispersi nel reticolo che in qualche modo riescono a
passarsi gli elettroni saltellando da una zona di eccedenza all'altra, o
ossidando/riducendo gli atomi vicini), oppure se nasce dal carattere
intrinsecamente sostituzionale, quindi di lega vera e propria, del composto.
La prima mi sembrerebbe più verosimile, ma ovviamente è una sensazione al
100%.

ciao
CCCP++Mario

Post by Svante

Post by Soviet_Mario

Post by Svante
composti
intercalari della grafite, etc.) oppure a ossidi di metalli presenti
in diversi stati di ossidazione (o meglio con diverso grado di
coordinazione). Però a rigor di termini, a parte il fatto che in
questi casi vi è sempre la presenza di un non metallo, non vedo una
differenza sostanziale con una lega metallica. Mi potete aiutare?

direttamente no, spero che discutendone e con contributi vari altrui vada
delineandosi pian piano un quadro più chiaro.
Restrittivamente parlando per composti non stechiometrici ho sempre inteso
composti definiti, spesso con un certo carattere ionico, con la tendenza a
formarsi e/o cristallizzare in forma di dispersioni più o meno omogenee. Da
questo punto di vista persino la banale ruggine che si forma

spontaneamente

Post by Svante

Post by Soviet_Mario
lo è !
Ciao
CCCP++Mario

sì infatti gli ossidi, semplici o complessi (per esempio i
superconduttori ad alta temperatura), sono i composti che più spesso
vengono citati ad esempio tra i non stechiometrici (a questo proposito
sul earnshaw-greenwood c'è un'interessante analisi).

Post by Soviet_Mario

Post by Svante
Grazie.