J. I. A L im j o n o V a, A. A. Is m a t o V
Download 14.54 Kb. Pdf ko'rish
|
|
qoMlaniladi. T abiatda uchraydigan va sin te z yoMi bilan o lin a d ig an silitsidlarda kim yoviy bogManish m asalasiga kelsak ular ko‘p jihatdan karbid va nitridlarga o ‘xshab ketadi. K rem niy uchun sp3 konfiguratsiyasi xos boMib, yuqori kvant son i ( n = 3) tufayli M e — Me bogMarining kuchayishi qayd etiladi. Silitsidlar qiyin eruvchanligi jihatdan karbid, nitrid va boridlardan ustun em as, am m o mineral kislotalarga nisbatan o ‘ta yuqori kimyoviy turg'unligi bilan ajralib turadi. Silitsidlar ichida niobiy, tantal va volfram silitsidlar yuqori erish nuqtalariga ega. M olibden disilitsidi M o S i2 dan 1900°K gacha bardosh beradigan elektr q izdirgich lar yasaladi. Silitsidlard an yana termojuftlik qobiqlari, tigellar, rezistiv keramika toMdirgichlari, qalin plyonkalar tayyorlashda keng foydalaniladi. B a’zi silitsidlar — kobalt silitsidi, marganes silitsidi va bosh- qalar yarim o'tkazuvchanlik xossalariga ega. Shuning uchun ular yuqori tem peraturali term oelektr keramika buyumlari tayyor lashda qoM keladi. Borid, karbid, nitrid va silitsidlarni taqqoslash orqali quyi- dagilarni qayd etish mumkin: — k im yoviy bogMar hosil boMishida borning sp 3 — orbi- tasi va sp 2 — gibrid orbitali ishtirok etish i ularda qattiqlik va m o ‘rtlik kabi xususiyatlarning kuchayishiga olib keldi. A m m o ularning qattiqligi va m o ‘rtligi karbidlarga solishtirilgand a an- chagina kam; — karbidlarda sp } — g ib rid lan ish n in g b o ‘lishi bilan o ‘ta yuqori qattiqlik paydo boMadi. Ularda kim yoviy b og‘lanmagan elektronlarning boMishi erish temperaturasining pasayishiga sabab b o iis h i mumkin; — ko'pchilik nitridlarda kovalent — m etall bogManish m av jud. M etall — m etall bogManishning kuchayishi eruvchanlik va kim yoviy turg‘unlikning pasayishiga olib keladi; — silitsidlarda kremniy atom i sp} — konfiguratsiyasining su- sayishi M e — M e kim yoviy bogManishning kuchayishiga va nati jada ularning karbid va nitridlarga nisbatan m etalli fazaga ayla- nishiga olib keladi. Tayanch s o ‘z va ib o ra la r Kimyoviy b o g \ atom tuzilishi, kimyoviy e le m e n t spektrlari, Plank tenglam asi, Bor nazariyasi, kvant, orbital, kvant sonlari, Pauli prinsipi, kimyoviy bogMar nazariyasi, ion bogManish, kova lent bogManish, Si—О va Si—O —Si bogMari, gibridlanish, metalli bogManish, kovalent — metalli bogManish, d o n o r — akseptorlik xususiyati. (?) N a z o r a t sa vo lla ri 1. Atomlarning elektron tuzilishi haqida nimalarni bilasiz? 2. Plank tenglamasini yozing va izohlang. 3. Kvant sonlari va ularning mohiyati nim adan iborat? 4. Pauli tom onida n t a ’riflab berilgan kvant mexanikasi qonunining asosiy prinsipi nim adan iborat? 5. Kimyoviy bogMarning qanday turlarini bilasiz? 6 . Ion bogManish deb qanday bogManish turiga aytiladi? 7. Kovalent bogManish va uning xususiyatlari qanday? 8 . Metalli bogManish deganda qanday bogManish tushuniladi? 9. Si — О va Si — О — Si kimyoviy bogMarining m ohiyati nim adan iborat? 10. Q um tuproqning turli modifikatsiyalaridagi Si — О — Si bogMar qanday oMchamlarga ega? 11. Qiyin eriydigan borid, karbid, nitrid va silitsidlarda kimyoviy bogManishlarning o'ziga xos xususiyatlari qanday? 3— J. 1. A lim jonova, A. A. Ismatov 3 3 3-BOB. SILIKAT VA QIYIN ERIYDIGAN NOMETALL M ODDALARNING KRISTALL HOLATI 12- §. Moddalarning agregat holati Yer qobig‘i (litosfera)ning 86,5% i qum tuproq va silikat- lardan iborat boMib, ularning 55,0 % i dala shpati, 15,0% i m eta- va ortosilikatlar, 12,0 % kvars, opal va xalsedonga t o ‘g ‘ri keladi. A .P . Vinogradov m a’lumotlari b o ‘yicha yer qobig‘ida krem niyning m iqdori 27,6% , alum iniyniki 8,8% ga teng. Silikat va qiyin eriydigan nom etall materiallar k o ‘pgina texnik jihatdan m uhim boMgan m ahsulot va buyum larning asosini tashkil etadi. Bu buyumlarda ular kristall yoki am orf, shishasim on va yuqori dispers holatda boMadi. K o‘pincha, silikat materiallarni sintez qilish jarayonida yuqori tem peraturada silikat suyuqlanmalari hosil boMadi. Silikatlarning agregat holati ularning xossalariga katta ta’sir ko'rsatadi. M oddalarning 3 ta agregat holati mavjud: qattiq, suyuq va gazsim on. Qattiq m oddalar o 'zin in g shakli va hajmini saqlaydi. S u yu q lik la r esa shakl tarangligi boMmaganda faqat hajm ini saqlaydi. G azsim on m o d d a la rn in g shakli ham , hajm i ham boMmaydi, ularda faqat siqilishga qarshilik kuzatiladi, xolos. Qattiq holatning 2 ta shakli mavjud: kristall va amorf. Har qanday qattiq m oddaning o ‘zi suyuqlikning sovishi natijasida vujudga keladi. Suyuqlikning sovish jarayonida uning oquv- chanligi y o ‘qolib, qovushqoqligi orta boradi va u qattiq holatga o ‘tadi. Suyuqlikning qattiq holatga o ‘tish jarayoni ikki yoM bilan kechishi mumkin: 1) suyuqlik qotishi davrida m odda kristallanadi. Bunda suyuqlik sovishi bilan unda m ayda-m ayda kristallar hosil boMadi. S o ‘ng ular yuzasiga yangi zarrachalarning q o ‘shilib borishi natijasida kristallanish hajmi toMib boradi va natijada kristall m odda hosil boMadi. Sovish jarayonining boshida hosil bo'lgan m ayda kristallar k rista lla n ish m a r k a z la r i deb a ta la d i ; 2) suyuq likning sovishi jarayonida uning qovush qoqligi keskin oshib ketadi. Bu turdagi qotish jarayoni o 'z holicha ikki turda nam oyon boMishi mumkin: — ba’zi bir suyuqliklar qotishi davrida kristallanish jarayoni um um an ro‘y berm aydi, qotish natijasida am orf m odda hosil boMadi; — ba’zi bir suyuqliklarning qotish jarayonida ularda kristal lanish xususiyati mavjud boMsa-da, qovushqoqlikning keskin o ‘sib ketishi kristallanishga to ‘sqinlik qiladi, chunki yuqori darajadagi qovushqoqlik kristallarning vujudga kelishi va o ‘sishi uchun zarur b o ‘lgan m olekulalarning siljishini qiyinlashtirib qo'yadi. Natijada suyuq m odda kristallanish jarayoni ro'y ber- gunga qadar qotib qolishi m um kin. H osil boMgan qattiq m odda shishasimon holatdagi m odda deb ataladi. O datda, am o rf m oddalarning qovushqoqligini juda yuqori boMgan suyuq moddalarga o ‘xshatiladi. Ular o ‘z tuzilishiga ko‘ra kristallarga nisbatan suyuq moddalarga yaqin. Kristall va am orf moddalar orasidagi asosiy farq nimada? Kristall m oddalarda atom , ion va m olekulalarn ing fazoviy joylashishi tartibli boMadi. Natijada m a’lum bir turdagi kristall panjara vujudga keladi. Kristall m oddaning xossalari har xil yo'nalishda turlicha boMadi. Bu ularning anizotrop x u su siy a ti deyiladi. A m orf moddalarda esa, struktura elem entlari, ya’ni ion, atom va m olekulalar betartib joylashadi. Shuning uchun am orf m odda kristall panjara hosil qilm aydi. A m orf m oddaning xossalari turli y o ‘nalishlarda bir xil boMadi. Bu uning izotrop xususiyati deyiladi. Endi kristall va a m o rf m oddalarning energiya kattaligi b o ‘yicha bir-biridan farqini k o ‘rib chiqam iz. Buning uchun qizdirish yoki sovitish grafiklaridan foydalaniladi (3- rasm). Agar biror-bir kristall m oddani olib, uni qizdira boshlasak, m a’lum bir temperatura Ts ga yetgach, qattiq m odda suyuqlanadi. Grafikda Г temperaturadan boshlab, gorizontal t o ‘xtalish qayd qilinadi ( B— Q va moddaga tashqaridan issiqlik berilsa ham uning tem peraturasi k o ‘tariImaydi. A m o rf moddalarni qizdirish jarayonida esa suyuqlanish temperaturasi qayd etilm aydi, y a ’ni gorizontal to ‘xtalish kuzatilmaydi. Grafikdagi B — C sohada kristall m odda suyuqlanadi. Bunda m oddaning tem peraturasi koMarila borgach, kristall panjara tugunlarida joylashgan ion, atom yoki m olekulalarning harakati tezlashib, ular o ‘z tugunlaridan uzilib chiqadi va kristallar yuzasi tom on harakatlanib, suyuq faza maydoniga o ‘ta boshlaydi. Ana shu jarayonning ketishi uchun m a’lum m iqdorda issiqlik energiyasi sarf boMadi. Shuning uchun sistem aga tashqaridan issiqlik berilsa ham , uning temperaturasi oshm aydi va gorizontal to ‘xtalish yuz beradi. D em ak, massa birligidagi m oddaning ichki energiyasi suyuq holati paytida qattiq holatga nisbatan yuqori boMadi. Bu ikki holatdagi ichki energiyalar orasidagi ayirma y a sh irin su yu q la n ish issiqligi deb ataladi. Teskari jarayonning borishi, ya ’ni suyuq m oddaning kris- tallan ish i u ch u n sistem ad an ana shu yashirin suyuqlanish 4- rasm. Kristallanish va shisha hosil qilish jarayonlarida jism en- talpiyasi H va hajmi V ning temperaturaga bogMiq ravishda o'zgarishi: A B — eritma; B E — o ‘ta sovitilgan eritma; EF — o ‘tish sohasi; EG — shisha; E N — stabillashgan shisha; CD — kristall; KL — eritma + kristall. issiqligiga teng m iqdordagi energiyani olib tashlash zarur boMadi. Sovitish grafigi D — С v а С — В chizigM bo'ylab boradi. A m o r f m odda qizdirilganda asta-sek in yum shab suyuq holatga oMadi, bunda aniq nam oyon boMadigan suyuqlanish tem peraturasi kuzatilm aydi. Shartli ravishda burilish nuqtasi belgilab olinib, unga t o ‘g ‘ri kelgan tem peratura su y u q la n ish tem p e ra tu ra si deb qabul qilinadi. A m orf m odda bu nuqtaga yetgach, uning qovushqoqligi asta-sekin pasayadi, oquvchanligi asta oshib boradi. D em ak, am orf moddaning ichki energiyasi (entalpiyasi H) kristall m od daning ichki energiyasidan har doim katta boMadi (4-rasm ). Shuning uchun am orf m odda turg‘un em as. A m orf m oddaning reaksiyalarga kirishish faolligi kristall m oddanikidan yuqori boMadi. 13- §. Kristall panjara va uning parametrlari Kristall panjara fazoviy t o ‘rni hosil qilib, uning tugunlarida struktura elem entlari boMmish ion, atom yoki m olekulalar joylashadi. Kristall panjaraning asosida elem en tar yacheyka yotadi. Elem entar yacheykaning atomlari shu kristall panjaraga m uvofiq ravishda joylashib parallelopipedni hosil qiladi. Agar biz k o‘p miqdordagi elem entar yacheykalarni olib, ularning qir- ralari va tom onlari orasidagi parallellikni saqlagan holda ma'lum bir hajmga zich qilib joylashtirsak, unda ideal holda tuzilgan m onokristallni hosil qilam iz. E le m e n ta r y a c h e y k a deb, kristall panjaradan xayolan ajratib olingan va uning barcha xossalarini o'zida mujassamlantirgan panjaraning eng kichik bo'lagiga aytiladi. Elem entar yachey- kalarning uchta koordinata o ‘qlari b o ‘yicha cheksiz takrorlanishi natijasida kristall panjara hosil boMadi (5-rasm ). Kristall panjarani olish uchun elem en tar yacheykani OX o ‘qi b o ‘yicha a, 2a, З а ...т а ta kesmalar bo'yicha takrorlaymiz va shu holda OY va O Z o ‘qlari b o ‘yicha ham b, 2b, 3b ...nb va s, 2s, 3 s p s (m , n, p — b u tu n so n la r ) k e sm a la r in i ajratamiz. Bunda kristall panjaradagi ixtiyoriy, y a ’ni D nuqtaning holatini quyidagi vektor belgilaydi: 5-rasm. Oddiy uch o'lchamli panjara (a) va elementar yacheyka ( b ) . Bunda a, b, s — vektorlari eng kichik takrorlanish vektor- lari deb ataladi. U ning sonli qiymatlari esa kamaytirilish davrlari yoki o ‘qlari deb ataladi. a, b, s vektorlaridan qurilgan eng kichik parallelepiped e le m e n ta r y a c h e y k a deyiladi. K ristall panjaralarni h o sil q ilu v ch i h am m a e le m en ta r yacheykalarning shakli va o ‘lchamlari bir xil b o ‘ladi. Ularning uchlarida bir xil turdagi zarrachalar joylashadi, shuning uchun yacheykaning barcha uchlari bir-biriga ekvivalentdir. Sodda elem entar yacheykani ifodalash uchun oltita o ‘lcham , y a ’ni uchta tom on i {a, b, с) va shu tom onlar orasidagi burchaklar ( a ,p ,y ) berilishi shart. A na shu oltita oMcham k r is ta ll p a n ja r a - la rn in g p a r a m e tr la r i deb ataladi. E lem en ta r yach eyk a va kristall panjaralarning m uhim geom etrik xossalariga ularning m a’lum y o ‘nalishi ( o ‘qlar) va tekisliklarga nisbatan simmetriyasi kiradi. Fransuz kristallshunosi O . Brave 1 8 4 8 - y ild a k rista lla r str u k tu r a sin in g g e o m e tr ik nazariyasiga asos solib, elem entar kristall yacheyka tom onlari oMchamlarining nisbati va o ‘zaro oriyentatsiyasiga ko'ra 14 turdagi kristall panjaralarning mavjud ekanini aniqladi. Ular Brave panjaralari deb nom olgan. Brave panjaralari sodda va murak- kab, ya’ni asos b o ‘yicha markazlashgan, hajm b o ‘yicha mar- kazlashgan va tom oni b o ‘yicha markazlashgan b o ‘lishi mumkin (6 -rasm ). 6 - ra sm . Kristallaming oddiy shakllari: / — rombsimon piramida; 2 — trigonal piramida; 3 — ditrigonal piramida; 4 — tetragonal piramida; J — ditetragonal piramida; 6 — geksagonal piramida; 7 — digeksagonal piramida; 8 — rombsimon piramida; 9 — trigonal dipiramida; 10 — ditrigonal dipiramida; 11 — tetragonal dipiramida; 12 — ditetragonal dipiramida; 13 — geksa gonal dipiramida; 1 4 — digeksagonal dipiramida; 1 5 — rombsimon prizma; 1 6 — trigonal prizma; / 7 — ditrigonal prizma; 18 — tetragonal prizma; / 9 — ditetragonal prizma; 2 0 — geksagonal prizma; 21 —digeksagonal prizma; 22 — rombsimon tetraedr; 23 — tetraedr; 24 — trigonal trapetsoedr; 2 5 — tetragonal tetraedr; 26 — tetragonal trapetsoedr; 2 7 — romboedr; 2 8 — geksagonal trapetsoedr; 2 9 — kub; 3 0 — oktaedr; 31 — diedr; 3 2 — pinakoid; 3 3 — tetragonal skalenoedr; 3 4 — monoedr; 3 5 — ditrigonal skalenoedr; 36 — trigon tritraedr; 3 7 — tetragontri tetraedr; 3 8 — pentagon tritetraedr; 3 9 — rombodo- dekaedr; 4 0 — pentagon tiptetraedr; 41 — tetrageksaedr; 42 — geksa- tetraedr; 43 — didodekaedr; 44 — tetragonal trioktaedr; 4 5 — trigon trioktaedr; 4 6 — pentagon trioktaedr; 4 7 — geksaoktaedr. Agar elem en tar yacheykada struktura elem entlari paral- lelepip ed nin g faqat uchlaridagina joylashgan boMsa, bunday yacheyka so d da yoki o d d iy yacheyka deb ataladi. Sodda yacheykaning 8 ta uchida atom joylashgan boMadi. Kristall panjaraning har bir tugunida esa 8 ta elem en ta r yacheykalarning uchi bir vaqtda tutashadi. Shu sababli berilgan e lem en ta r yacheykaga har bir a to m n in g 1/8 qism i t o ‘g ‘ri keladi, jam i 8 + 1/8 = 1 ta atom . M urakkab elem en tar yach ey k a n in g ichki to m on lari va qirralarida ham atom lar joylashadi. Murakkab yacheykaning ichida joylashgan atom batam om unga tegishli boMadi, to m o n - larda joylashgan atom lar 1 / 2 , qirralarda joylashgan atom lar esa 1/4 qism i bilan shu yacheykaga taalluqlidir. Agar elem en tar yacheykaning 8 ta uchidan tashqari ic h i da ham io n jo y la s h s a , u hajm b o ‘y ic h a m a r k a z la sh tir il- gan m u rrak k ab y a c h e y k a d eb a ta la d i va u n d a g i a to m la r / / 7 a V / b d g 7- rasm. Fazoviy panjara turlarining ko‘rinishi: a — kubik singoniyali; b — tetragonal singoniyali; d — rombik singoniyali; e — monoklin s in g o n iy a li;/— triklin singoniyali; g — geksagonal singoniyali; h — trigonal singoniyali. s o n i 1 + 8 ‘ 1/8 = 2 ga teng boMadi. Q o ‘shim cha atom lar e le m e n t a r y a c h e y k a n in g a s o s ig a p a r a lle l boM gan 2 ta t o m o n i n i n g m a r k a z id a j o y l a s h s a , a s o s b o ' y i c h a m a r k a z la sh g a n m urak k ab y a c h e y k a h o s il boM adi, unga qarashli atom lar soni 2 • 1\2 + 8 - 1 / 8 = 2 ga teng. T om on bo'yicha markazlashgan murakkab yacheykalarning 6 ta tom oni markazida qo'shim cha atom lar boMadi, ularga tegishli atomlar soni 6 • 1/2 + 8 • 1/8 = 4 ga teng. Yacheykalarning turiga a, b, с tom onlarining o ‘zaro nisbati va ular orasidagi burchaklari qiym ati ta ’sir ko'rsatadi. Shular asosida yetti kristallografik singoniya (bir xil sim m etriyali kom - plekslar bilan xarakterlanuvchi sim m etriya turlari yigMndisi) lar mavjud: 1) kubik, 2) geksagonal, 3) tetragonal, 4) trigo nal yoki rom boedrik, 5) rombik, 6) m onoklin va 7) triklin. 7- rasmda yacheyka turlarining k o ‘rinishi va 2-jadvalda ularning parametrlari keltirilgan. 2 - j a d v a I Sodda elementar panjara turlari Yacheyka turlari 0 ‘qlar orasidagi burchaklar O'q oMchovlarining nisbati Triklin a * p * у Ф 90° а ф b ф с M onoklin a = У * 90°, P & 90° а Ф b ф с Rombik a = P = у = 90° а ф b ф с Trigonal Download 14.54 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|