Не легкая химия (почти) ep1⁠⁠

Хеллоу, вдохновленный замечательной книгой ""Неожиданные" неорганические соединения" из моего любимого сборника "Вопросы современной химии", спешу вам рассказать про соединения, природа которых значительно отличается от природы веществ, которые мы обычно видим вокруг себя.
И начнем мы с так называемых соединений внедрения, вспомним, что из себя представляет металлическая кристаллическая решетка: плотная компановка атомов и ионов металлов, с "металлическими" (общими) электронами.
Так вот, поскольку атомы имеют грубо говоря шарообразную форму, какая бы плотная компановка не была, всегда остаются пустоты (в разных кр. решетках разное кол-во и размер пустот). И как вы могли догадаться, в эти пустоты могут внедряться другие атомы или молекулы, образуя соединения внедрения.
Может показаться, что это явление не химическая реакция, а просто растворение, например, водорода в палладии. Но если обратиться к критериям химического взаимодействия, а конкретно к энергетическому, данная реакция сопровождается выделением достаточно большого количества теплоты, чтобы можно было говорить об образовании химических связей.

Так вот, интересным свойством реакции между палладием и водородом является, во-первых, значительное уменьшение плотности металла, во-вторых, сохранение металлических свойств, в отличие от гидридов щелочных и щелочноземельных металлов, в-третьих, полное восстановление свойств и формы после удаления водорода, в-четвертых, водород в гидриде палладия находится в атомарной форме, что позволяет использовать металлы вроде палладия и платины в качестве катализаторов гидрирования.
Также интересно, что в одном объеме палладия может раствориться до 400 объемов водорода, это может сделать этот металл своеобразным контейнером для транспортировки водорода.

На самом деле, соединения внедрения встречаются нам чаще, чем мы думаем, принцип обработки стали основан на превращениях, связанных с внедренным в структуру железа углеродом. Железо при нагревании до большой температуры переходит из альфа состояния в гамма, и углерод, сплавленный с железом, располагается равномерно по кристаллической решетке. Если сталь охлаждать медленно, углерод успеет связаться в кристаллы карбида железа, или цементита, и сталь станет мягкой, если же гамма железо охладить быстро, углерод останется в решетке, и атомы железа плотнее сожмутся вокруг него, что повысит твердость и прочность стали, это и называется закалкой.

Но внедряться можно не только между атомами, но и между слоями например графита или нитрида бора, такие соединения внедрения тоже были получены, их перспективным применением могут стать очень эффективные литиевые аккумуляторы. Всё это из-за того что литий в соединении внедрения с графитом имеет большую плотность, чем в металлическом состоянии, что позволяет увеличить ёмкость батарей и их эффективность в том числе и из-за хороших электропроводных свойств графита.