鎢青銅化合物

鎢青銅(TB)是一類典型的非化學計量比化合物，通常呈立方晶體或四方晶體。不溶于水，也不溶於除氫氟酸以外所有的酸，但溶於鹼性試劑。其化學式可寫為MxWO₃ (x =0~1)，其中，常見的是M 為第一、二主族元素和稀土元素的鎢青銅。M 的品種和 x 數值的變化，可使它具有導體或半導體性質。結晶化學研究證明，鎢青銅實質上是鹼金屬原子插入WO₃晶格之後而形成的固溶體。當所有的空位皆被充滿後，得到的化合物便是 MWO₃。鎢青銅的形成與鎢的可變原子價有關，如果只是部分空位被鹼金屬的原子所置換，則一部分鎢原子將由六價變為五價。

鎢青銅有著特殊的空間隧道結構，通常按照晶體結構進行分類，即分為鈣鈦礦結構鎢青銅(PTB)、四方結構鎢青銅(TTB)、六方結構鎢青銅(HTB)和共生結構鎢青銅(ITB)。由於鈣鈦礦狀鎢青銅和六方鎢青銅往往是非化學計量的化合物，因此可合為一類，即非化學計量的化合物。鎢青銅中W 以W6+、W5+和W4+等混合價態存在，從而使化合物整體電荷平衡。隧道結構和這種特殊的價態使其具有優異的性能，如電子和離子導電性、超導性、光學性能等。其在二次電池、電制變色和化學感測器等方面的應用引起廣泛的研究興趣。

1.非化學計量的鎢青銅
鈣鈦礦狀鎢青銅（PTB）和六方鎢青銅（HTB）是一類特殊的非化學計量鎢青銅化合物，其通式為MxWO₃（0<x<1），M通常是鹼金屬K、Na等，也可以是Ca、Sr、Ba等鹼土金屬和稀土元素以及Cu、Ag、H等。這類化合物具有鮮豔的顏色、金屬光澤、高的電導率以及快離子傳輸性質，其電導率可以達到2.5X106 S/m，而且是一種低溫超導體。

2.共生鎢青銅（ITB）
這類鎢青銅化合物是符合化學計量的，一般含B2O62-的共生鎢青銅（ITB），是由於O不足或者含有額外的B離子，或BO團佔據最大的間隙位置而形成的。通常，根據B位元離子的價態將其表示成（AO）m.(B₂O₅)n或者（AO）m.(BO₃)n，故稱其為共生鎢青銅，主要有BaO。（Nb₂O₅）₂、BaO.(Ta₂O₅)₂、Nb₈W₉O₄₇。最近研究發現MxWO₃(M=K, Rb, Cs, x=0.19~0.33)形成六方鎢青銅（HTB）。但隨著x降低（x<0.10），六方鎢青銅變得不再穩定，而形成共生鎢青銅，其中WO₃層與六方鎢青銅交替構成，因此現在將其稱為准二維鎢青銅。

3.四方鎢青銅
鎢青銅結構中的四方鎢青銅最常見、應用最廣泛，也是研究的焦點（其中許多正交鎢青銅結構是TTB的超結構，故這裏將其也歸為TTB這類）。因此通常所說的鎢青銅結構主要指TTB。

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