Кіріспе

Металл палладий. Палладий гидриді – кристалдық торында сутегі бар палладий металлы. Аты айтылғандай, бұл иондық гидрид емес, керісінше, PdH формуласымен жазылатын металдық сутегі бар палладий қорытпасы. Бөлме температурасында палладий гидридтері екі кристалдық фазаны – α және β (сондай-ақ α′ деп те аталады) қамтуы мүмкін. Таза α фазасы x < 0,017 мәнінде, ал таза β фазасы x > 0,58 мәнінде кездеседі; аралық x мәндері α және β қоспаларына сәйкес келеді. Палладийдің сутегін сіңіруі қайтымды процесс болғандықтан, сутегі сақтау мақсатында зерттелген. Палладий электродтары кейбір «суық синтез» эксперименттерінде қолданылды, себебі сутегі палладий атомдарының арасында «сығылып», оны қалыпты температурадан төменде біріктіруге көмектеседі деген теория бар.

Тарих

Палладий газын сутекпен сіңіруді алғаш рет 1866 жылы Т. Грэм байқаған, ал электролиттік жолмен алынған сутектің сіңірілуі, яғни сутектің палладий катодына сіңірілуі 1939 жылы алғаш рет тіркелді. Сутекті металл гидридіне сіңіріп, мыңдаған циклдар бойы қайтадан шығаруға болады. Зерттеушілер палладийді сақтаудың қызмет ету мерзімін ұзарту жолдарын іздеп жүр.

Өлшемі әсері

Сутегінің сіңірілуі екі түрлі фазаны құрайды, екеуінде де палладий металл атомдары бетке ортайтын кубтық (fcc, rocksalt) торда орналасады, бұл таза палладий металлының құрылымымен сәйкес келеді. PdH дейінгі төмен концентрацияларда палладий торы 388,9 пм-ден 389,5 пм-ге дейін сәл кеңейеді. Осы концентрациядан асып кеткенде екінші фаза 402,5 пм тор тұрақтысымен пайда болады. Альфа фазасы жойылғанға дейін, PdH құрамына дейін екі фаза да қатар өмір сүреді. Сутегінің сіңірілуі қайтымды процесс, ал сутек металл торы арқылы жылдам диффузиялайды. Сутек сіңірілгенде металлдің электр өткізгіштігі төмендейді, ал PdH шамасында қатты дене жартылай өткізгішке айналады. Бұған қоса, Ферми энергиясының төменгі жағындағы бос Pd күйлері H-ның болуымен бірге төмендейді.

Үдемелі өткізгіштік

PdH – x = 1 үшін шамамен 9 K ауысу температурасы T болатын суперөткізгіш. (Таза палладий суперөткізгіш емес.) Сутекке толы (x ~ 1) стехиометриялық емес палладий гидридінде температураға тәуелді кедергі қисықтарында жоғары температурада (273 K-ге дейін) төмендеулер байқалды және бұл суперөткізгіштікке өту ретінде түсіндірілді. Бұл нәтижелер күмәнданыш тудырды және әзірге расталмады. Палладий гидридінің көптеген басқа гидридтік жүйелерге қарағанда зор артықшылығы – оның суперөткізгіш болуы үшін жоғары қысым қажет емес. Бұл өлшемдерді оңайлатыр және түрлі өлшемдер жасауға мүмкіндік береді (көптеген суперөткізгіш материалдар суперөткізгіштікке қол жеткізу үшін 100 ГПа шамасындағы өте жоғары қысымды қажет етеді). Мұндай қасиеттің себебі және тримерлердің нақты құрылымы зерттелді.