二硼化铼

二硼化铼
	IUPAC名; Rhenium diboride
识别
CAS号	12355-99-6
PubChem	57418167
SMILES	B#[Re]#B;
InChI	InChI=1S/2B.Re;
InChIKey	OLXPHXSOQYDZNT-UHFFFAOYSA-N
性质
化学式	ReB2
	207.83 g/mol g·mol⁻¹
外观	黑色粉末
密度	12.7 g/cm3
熔点	2400 °C（2673 K）
溶解性（水）	none
结构
晶体结构	六方, 空间群P63/mmc.
危险性
	GHS危险性符号; [1]
GHS提示词	Warning[1]
H-术语	H315, H319, H335[1]
P-术语	P261, P280, P305+351+338, P304+340, P405, P501[1]
	若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

二硼化铼（ReB₂）是一种合成超硬材料。它首次于1962年合成，[2]因有望达到与金刚石相若的硬度而再次受到重视。[3]报告所声称的超高硬度受到怀疑，[4]尽管这是一个定义问题，因为在最初的测试中二硼化铼能够刻劃金刚石。[3]

该化合物由耐高压的铼和硼的混合物形成，其中硼与铼形成短而坚固的共价键。

二硼化铼的生产方式与其他合成超硬材料（如立方氮化硼）不同，不涉及高压处理，因此生产成本比较低。然而，铼本身是一种稀缺且昂贵的金属。

合成

二硼化铼，ReB₂

在标准大气压下，ReB₂可以通过至少三种不同的方法合成：固态复分解、电弧熔化和直接加热元素。[3]

使用复分解反应时，三氯化铼和二硼化镁在惰性环境中混合加热，然后洗去副产物氯化镁。防止其他相合成（如Re₇B₃和Re₃B）需要过量的硼。

使用电弧熔化法时，铼和硼粉在惰性环境中混合，并将强电流通过混合物。

使用直接反应法时，铼硼混合物在真空中密封，在高温下放置较长的时间（1000 °C，连续五天）。

根据X射线晶体学，最后两种方法可以直接生产ReB₂，不会合成其他相。

性质

ReB₂的硬度具有相当大的各向异性，因为它有六边形层状结构（见结构模型），其中c轴的各向异性最大。与莫氏硬度不同，ReB₂的压入硬度（(H_V ~ 22 GPa）[4]远低于金刚石，与碳化钨、碳化硅、二硼化钛或二硼化锆相若。[4]

ReB₂非常坚硬有两个原因：高密度的价电子和大量的短共价键。[3][5]铼是价电子密度最高的过渡金属之一（476电子/nm³，锇为572电子/nm³，而金刚石为705电子/nm³）。[6]添加硼只需要让铼晶格扩大5%，因为较小的硼原子会填满铼原子之间的空间。此外，铼和硼的电负性很接近（鲍林标度：1.9和2.04），所以它们形成共价键，其中电子几乎平均共享。

参见

参考文献

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[sds-1] . American Elements. [2018-08-02]. （原始内容存档于2022-01-01）.

[2] La Placa, S. J.; Post, B. . Acta Crystallographica. 1962, 15 (2): 97. doi:10.1107/S0365110X62000298.

[Chung-3] Chung, Hsiu-Ying; et al. . Science. April 20, 2007, 316 (5823): 436–9 [2022-01-01]. Bibcode:2007Sci...316..436C. PMID 17446399. doi:10.1126/science.1139322. （原始内容存档于2007-10-01）.

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[5] W. Zhou; H. Wu; T. Yildirim. . Phys. Rev. B. 2007, 76 (18): 184113–184119. Bibcode:2007PhRvB..76r4113Z. arXiv:0708.3694 . doi:10.1103/PhysRevB.76.184113.

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