三元系材料とは何ですか？

ご存知のとおり、無機化学および材料化学は三元化合物で構成されており、三元相と呼ぶこともできます。三元物質とは、さらに 3 つの化合物を含む化合物です。三成分系物質の中には、クロロホルムのように分子状のものもあり、三成分相は固体に似ています。三元材料のよく知られた例はペロブスカイトです。

毎日使用する電池の中に三元系材料が含まれていると知ったら、少しショックを受けるかもしれません。三元化合物は、炭素、ホウ素、窒素の 3 つの元素で構成されます。三元系リチウムイオン電池について聞いたことがあるかもしれません。

三元化合物に名前を付けるにはどうすればよいですか?知っておくべき基本事項

三元化合物に名前を付けるにはどうすればよいですか?化合物の特性に注意する必要があるルールはありますか?はい、三元化合物に名前を付ける前に、いくつかのことを計算し、特性に注意を払う必要があります。

3 つの元素が三元化合物を形成します。

元素が三元化合物であるかどうかをどのようにして知るのでしょうか?上で述べたように、三元化合物は窒素、ホウ素、炭素などの 3 つまたは場合によっては 3 つ以上の元素で構成されます。したがって、最初に、化合物の詳細を区別するのに役立つ元素の詳細を確認する必要があります。

これは、三元化合物の名前を付けるのに役立つ、深く調べる必要がある最も重要な詳細、つまりその組成です。

金属 1 つと非金属 1 つ

三元化合物が 3 つの元素で構成されていることはわかりましたが、どのような種類の元素について話しているのでしょうか?三元化合物は、その組成中に 1 つの金属と 1 つの非金属を含まなければなりません。はい、この詳細は三元化合物に名前を付けるのに確かに役立ちますが、これは基本的なルールであり、三元化合物を作成するための基本的な必要性です。

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カチオンとアニオン

化合物の組成の詳細がわかったら、次は化合物のカチオンとアニオンについて学びます。カチオンは正に荷電したイオンです。一方、アニオンはマイナスに帯電したイオンと呼ばれます。陽イオンと陰イオンで何を探す必要がありますか?カチオンとアニオンは、正に帯電したイオンと負に帯電したイオンの両方が等しい必要があることを意味します。

はい、三元化合物を命名するには、カチオンとアニオンのバランスが取れている必要があります。そうしないと、化合物中に異なる番号を持つカチオンとアニオンが見つかった場合、それを三元化合物と名付けることはできません。陽イオンと陰イオンのバランスが取れていることが基本的なルールです。

三元系リチウム電池の分類

リチウムイオン電池が三元化合物で構成されていることはすでに述べました。三元化合物により、市場で入手可能な他の種類のリチウムイオン電池よりも確実に優れたリチウムイオン電池が得られます。最も一般的な三元リチウム電池の 1 つは、マンガン酸リチウム ニッケル コバルト (Li(NiCoMn)O2) です。リチウム電池は、マンガン、コバルト、ニッケルの遷移金属酸化物で構成される二次電池です。これらが正極材料です。

グラファイトは三元リチウム電池の負極材料であり、コバルトマンガンは正極の三元正極材料です。

マンガン酸リチウムニッケルコバルト (Li(NiCoMn)O2) は充電可能です

リチウムイオン電池は二次エネルギー源として使用され、充電可能であるため、三元リチウム電池も充電可能です。マンガン酸リチウム ニッケル コバルト (Li(NiCoMn)O2) は充電可能で、耐久性と寿命が長いため、他の種類のリチウムイオン電池よりも人気が高まっています。

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充電効率と軽量性

三元リチウム電池は効率的に充電されるため、他のリチウムイオン電池よりも充電にかかる時間が短くなります。三元リチウム電池の重量を他の電池と比較することもできます。重量が軽いことがわかります。三元系リチウム電池は軽量なので持ち運びに便利です。

電動乗り物は三元系リチウム電池で構成されています。

電気自動車が好きなら、大手電気自動車メーカーの 1 つであるテスラがその乗り物に三元系リチウム電池を使用していることをご存知でしょう。エネルギー効率が高く、他の種類のリチウムイオンバッテリーと比較した場合に最高であるため、適切な乗り心地を実現します。

三元化合物の例

化合物が三元かどうかを知るには基本的なルールを知っている必要があるため、三元化合物を知ることは困難です。さらに、無機化学と材料化学についての十分な知識が必要です。三元化合物はさらに 3 つの異なる元素で構成され、そのうちの 1 つは金属でなければならず、もう 1 つは非金属でなければならないという同じ事実を何度も繰り返してきました。さらに、陰イオンと陽イオンのバランスが取れている必要があります。

正確な三元化合物について知り、その特性とその構成要素を読みたいと思うかもしれません。したがって、以下は、あなたも読んだり聞いたりしたことがある 2 つのよく知られた三元化合物です。

リン酸ナトリウム、Na 3PO 4

この三元化合物の別名はリン酸三ナトリウムで、無機化合物の部類に属します。アルカリ金属リン酸塩とも呼ばれます。この三元化合物中の最大のオキシアニオンはリン酸塩で、最も重い原子はアルカリ金属になります。

リン酸ナトリウムは白色の粒状で結晶性の固体であり、水によく溶けます。リン酸ナトリウムを水に混ぜると、汚れ除去剤、洗浄剤、脱脂剤、食品添加物として使用できるアルカリ性溶液ができます。

炭酸カルシウム、CaCO 3

炭酸カルシウムは、無機化学の中で最も一般的でよく聞かれる化合物の 1 つです。なるほど、三元化合物ですね。はい、これは岩石の中に見られるので、この三元結晶化合物と呼ぶことができます。元素を三元化合物と呼びたい場合は、イオンのバランスを保つことが重要であることを知っておく必要があります。

炭酸カルシウムはカルシウムサプリメントとして医療用に使用されていますが、化粧品の充填剤としても使用されていると知ると少し驚かれるかもしれません。

最後の言葉:

要素を三元化合物と呼ぶ前に、基本的なルールを知る必要があるため、三元化合物を知るのは難しいです。三元化合物はリチウムイオン電池の製造にも使用されることはご存知でしょう。上記の理由から、市場で最も優れているのは三元系リチウム電池です。