В неорганической химии и химии материалов тройное соединение или тройная фаза — это химическое соединение , содержащее три разных элемента.
Хотя некоторые тройные соединения являются молекулярными, например хлороформ ( HCCl 3 ), чаще всего тройные фазы относятся к протяженным твердым веществам. Известным примером являются перовскиты . [1]
Бинарные фазы , состоящие всего из двух элементов, имеют более низкую степень сложности, чем тройные фазы. Четвертичные фазы с четырьмя элементами более сложны.
Число изомеров тройного соединения обеспечивает различие между неорганической и органической химией: «В неорганической химии было известно одно или, самое большее, несколько соединений, состоящих из любых двух или трех элементов, тогда как в органической химии ситуация была совсем иной. ." [2]
Примером является фосфат натрия Na 3 PO 4 . Ион натрия имеет заряд 1+, а ион фосфата – 3–. Следовательно, для уравновешивания заряда одного иона фосфата необходимы три иона натрия. Другим примером тройного соединения является карбонат кальция CaCO 3 . При наименовании и написании формул тройных соединений правила аналогичны правилам бинарных соединений.
По словам Рустума Роя и Олафа Мюллера, [3] «химия всего минерального мира сообщает нам, что химическую сложность можно легко уместить в структурной простоте». Приводится пример циркона , где в одной и той же кристаллической структуре замещены атомы различных металлов . «Структурная единица... остается тройной по своему характеру и способна вместить огромный спектр химических элементов». Таким образом, огромное разнообразие тройных соединений сводится к относительно небольшому числу структур: «Имея дело примерно с десятью тройными структурными группами, мы можем охватить наиболее важные структуры науки и техники, характерные для неметаллического мира. Это замечательный пример простоты природы . ." [3] : 3, 4
Если A и B представляют собой катионы , а X — анион, то эти тройные группы организованы по стехиометрическим типам A 2 BX 4 , ABX 4 и ABX 3 .
Тройное соединение типа А 2 ВХ 4 может относиться к классу оливина , шпинельной группы или фенакита . Примеры включают K 2 NiF 4 , β- K 2 SO 4 и CaFe 2 O 4 .
Один из типов ABX 4 может относиться к классу циркона , шеелита , барита или упорядоченного производного диоксида кремния .
В классе тройных соединений АВХ 3 встречаются структуры перовскита (структура) , карбоната кальция , пироксенов , корунда и гексагональные типы АВХ 2 . [3] : рисунок 1, стр. 3.
Другие тройные соединения описаны как кристаллы типов ABX 2 , A 2 B 2 X 7 , ABX 5 , A 2 BX 6 и A 3 BX 5 .
Особым классом тройных соединений являются тройные полупроводники , особенно в семействе полупроводников III-V . В полупроводнике этого типа тройной компонент можно рассматривать как сплав двух конечных точек бинарного соединения. Изменение состава между конечными точками позволяет регулировать как постоянную решетки, так и ширину запрещенной зоны для получения желаемых свойств, например, при излучении света (например, как светодиод ) или поглощении света (как фотодетектор или фотоэлектрический элемент ). . Примером может служить полупроводник арсенид индия-галлия ( In x Ga 1- x As ), материал с запрещенной зоной, зависящей от соотношения In/Ga.
Важные примеры тройных полупроводников можно также найти в других семействах полупроводников, таких как семейство II-VI ( например , теллурид ртути, кадмия , Hg 1- x Cd x Te ) или семейство I-II-VI2, с такими примерами, как КуИнСе 2 .
В органической химии углеводы и карбоновые кислоты представляют собой тройные соединения с углеродом, кислородом и водородом. Другие органические тройные соединения заменяют кислород другим атомом с образованием функциональных групп .
Отмечена множественность тройных соединений на основе {C, H, O}. Например, соответствует более чем 60 тройным соединениям. [4] [2]
