钠钨青铜

组成与结构

NaxWO₃的晶体结构受x值的影响，当x< 0.1 时，NaxWO₃ 为WO₃结构，即以WO₆ 八面体为结构单元的立方晶体。当0.1 < x < 0.35 时，NaxWO₃为四方晶体。当0.35 < x < 1时，NaxWO₃ 为有Na+空位的钙钛矿结构。这两种晶体结构中也都含有WO₆八面体结构单元，在不同温度下，WO₆八面体可向不同方向伸缩，使其晶体结构随温度的变化由立方向四方、正交、三方或六方晶系变化，这就为合成具有不同特性的新型材料提供了可能性。

晶格缺陷

NaxWO₃相当于NaWO₃去掉(1 -x)个Na+离子，NaWO₃属于完整的钙钛矿晶体结构，钙钛矿晶体为立方晶系，晶格中所有结点分别为Na+、W(v)，O2-等质点全部占据，不存在空位，但当NaWO₃失去Na+成为NaxWO₃时，晶格中便出现(1-x)个Na+空位，Na+空位造成了晶格的不完整性，从而使NaxWO₃出现正离子单离子晶格缺陷。

合成及组成

电镜照片NaxWO₃中的x值由合成条件决定，高温下Na+可扩散进入晶格或由晶格中扩散出来，从而使NaxWO₃中钠含量发生变化。用钨酸钠和三氧化钨混合物在加热条件下选用适当还原剂还原即可合成，常用还原剂为W、WO2、H2等，也可电解钨酸钠和三氧化钨熔融物制备，其制备反应方程式如下：
3xNa₂WO₄ + (6-4x) WO₃ +xW=6NaxWO₃
xNa₂WO₄ + (2 -2x) WO₃ +xWO₂ =2NaxWO₃
xNa₂WO₄ + (2 -x) WO₃=2NaxWO₃ +x/2O₂

组成与性质

紧密堆积结构与化学惰性及金属光泽
NaxWO₃为有缺陷伪ABO₃型钙钛矿结构，在这种结构中，O2-和Na+共同以立方紧密堆积排列，W与O形成WO₆八面体且共用顶点O，Na+处于WO₆八面体之间的空隙中，整个晶体不存在分立的阳离子Na+和含氧酸根b 阴离子WO₃-，它属于复合氧化物结构而不是含氧酸盐结构，因此与同为ABO₃组成的碳酸钙结构的化合物不同，NaxWO₃可抵抗除氢氟酸外的一切酸，且不溶于水，显示出对酸的极端化学惰性。正是由于NaxWO₃的紧密堆积结构，使其具有明亮的金属光泽和不活泼金属性质，因此钠钨青铜可以用作优良的耐酸腐蚀材料。

NaxWO₃中W的不稳定氧化态及其还原性　
如前所述，NaxWO₃中W的平均氧化数在V -VI 之间，有xmol W 为+V 氧化态，而W的最稳定氧化态是+VI，这一特点使NaxWO₃在碱性条件下具有较强的还原性，NaxWO₃在加热条件下被空气氧化，可溶于暴露于空气中的强碱溶液，也可还原硝酸银的氨化水溶液。　　

NaxWO₃的x值与其颜色Na3WO₃都具有鲜艳的颜色，其颜色随x值的变化而变化。晶体显色的原因是晶体中存在能吸收可见光的缺陷，这种缺陷称为色心。如前所述，NaxWO₃中存在(1-x)个Na+空位，x 个W(v)和(1-x)个W(VI)每出现1个Na+空位，就有一个W(V)失去电子成为W(VI)，电子可存于晶格空隙，也可占据空位，当空位被电子占据就有可能成为色心，色心中的电子吸收一定波长的光，由基态跃迁到激发态，便能使晶体显色。此外，NaxWO₃中W具有两种氧化态，这种混合氧化态化合物中的电子很容易产生荷移跃迁，电子在W(V)和W(VI)原子之间跃迁，对可见光产生较强吸收，也使NaxWO₃晶体显色。NaxWO₃ 中的X值不同，产生跃迁的电子吸收可见光的波长不同，从而导致晶体的颜色不同。当X 值较大时，电子跃迁主要吸收具有高能量的短波兰紫光，而使晶体显黄橙色;随着X 值的减小，电子跃迁吸收光的波长向能量较小的长波红橙光移动，而使晶体显兰紫色。

NaxWO₃的组成及其导电性　
钠钨青铜具有导电性，其导电性与组成有关。当x >0.25 时，NaxWO₃表现金属的导电性， 导电率随温度升高而减小。当x<0.25 时，NaxWO₃则表现半导体的导电性，电导率随温度的升高而增大。钠钨青铜这种特殊的导电性能，使之有可能成为新型固体电解质(又称快离子导体)材料，已有NaxWO₃ 用作离子可逆电极的报道。固体电解质的合成和研究是当前无机固体化学的一个十分活跃的领域，优良的快离子导体的离子淌度与电解质水溶液的离子淌度接近，具有与强电解质水溶液相当的导电性。固体电解质取代通常的电解质溶液，已成为电化学的一场革命。因此，对钨青铜系列化合物的研究和应用，将具有十分良好的应用前景。