Кластерные материалы

NIZOMIY NOMIDAGI TOSHKENT DAVLAT PEDAGOGIKA
UNIVERSITETI
TABIIY FANLAR FAKULTETI
“KIMYO VA UNI OʻQITISH METODIKASI`` kafedrasi

“Himoyaga ruxsat etilsin”

Tabiiy fanlar fakulteti dekani
_________K.A.Saparov
‟___”_________2023-yil

5110300-‟ Kimyo oʻqitish metodikasi” yo`nalishi IV kurs

402-guruh talabasi
Pardayev Ismoil Nurmuhammat o`g`lining
“Kimyodan masalalar yechish metodikasi” fanidan
“Kimyoviy simvollar, terminalogiya va nomenklatura tushunchalarini o'rganishda 'Klaster'’ metodini joriy etish”mavzusida


KURS ISHI

“Himoyaga tavsiya etilsin”	Kurs ishi rahbari:
“Kimyo va uni oʻqitish metodikasi”	“Kimyo va uni oʻqitish metodikasi”
kafedrasi mudiri, PhD	kafedrasi dotsent v.b.,PhD
______ R.Sh.Berdiqulov	______ O.SH.Berdiqulov
“___” _______2023-yil	“___” _______2023-yil

Toshkent-2023

Reja
1.Kirish
1.1 Klasterlarning tasnifi
1.2 Metall klasterlar
1.3 Klasterlarning elektron tuzilishining qobiq modeli
1.4 Jelly modeli
1.5 O`tish elementlarining klaster komplekslarida kimyoviy bog`lanish va ularning xossalari
1.6 Xulosa
1.7 Foydalanilgan adabiyotlar ro`yxati

Kirish
"Klaster" atamasi inglizcha "klaster" - to`da, to`planish, to`da, qoziq so`zidan kelib chiqqan bo`lib, tabiiy va gumanitar fanlar adabiyotida keng qo`llaniladi. «Klaster» tushunchasi materiyaning atomdan materiyaning kondensatsiyalangan holatiga o`tish yo`lida tashkil topish shakllaridan birini aks ettiradi. Klaster tushunchasining kiritilishi tarkibi va tuzilishi jihatidan g`ayrioddiy bo`lgan va katta amaliy ahamiyatga ega bo`lgan ko`plab yangi birikmalarni sintez qilish usullarini ishlab chiqishda samarali ta`sir ko`rsatdi.

Kimyo va fizikada bu tushuncha, aftidan, 1964 yildan, professor F.A. Paxta tarkibidagi kimyoviy birikmalarni nomlashni taklif qildimetall atomlari o`zaro kimyoviy bog`lanish hosil qiladi, klasterlar. Bunday birikmalarga misol qilib [Re2Cl8]2- ionini keltirish mumkin. Ushbu anionning tuzilishini o`rganishda reniy atomlari bir-biri bilan bevosita bog`langanligi aniqlandi. Metall-metall bog`lanish uzunligi d(Re–Re) = 0,222 nm, bu metall reniydagi yadrolararo masofadan 0,054 nm qisqaroqdir.
"Klaster" atamasi 70-yillarda ilmiy adabiyotlarda keng qo`llanila boshlandi, garchi birinchi ko`p yadroli birikma Ta6Cl14 bo`lsa ham.Homoatomik Ta-Ta aloqalari bilan H2O 1907 yildayoq olingan . Bu atamaga berilgan asosiy ma`no gomoatomik bog`lar bilan bog`langan ma`lum bir guruh atomlarning yaqinligi, strukturaviy izolyatsiyasidir. Ko`p sonli atomlarning o`zaro gomoatomik kovalent bog`lanish qobiliyati uglerod atomlarining o`ziga xos xususiyatidir. Kimyoda gomoatomik aloqalarni o`z ichiga olgan boshqa moddalar uzoq vaqtdan beri ma`lum: O3 ozon molekulasida ikkita, P4da oltita va rombsimon S8 oltingugurtda sakkizta bog`lanish mavjud. O`tgan asrning 10-20-yillarida ko`plab borgidridlar olingan bo`lib, ularning tuzilmalarida bor atomlarining zanjirlari va ramkalari mavjud edi. Ammo metall atomlarining klasterlari alohida ahamiyatga ega. 1930-yillarda Sn94- va Bi95+ koʻp zaryadlangan kationlarda gomoatomik metall-metall bogʻlanishlar topildi.
Fizika, kimyo va metallurgiya fanlarida atomlar, ionlar va molekulalarning kichik guruhlari tushunchasi azaldan kristallanish jarayonida faza yadrolarining hosil boʻlishini, kondensatsiya va bugʻlanish jarayonlarini oʻrganish, kompozit va dispers muhitlarning xususiyatlarini, suyuqliklarda, eritmalarda va boshqalarda assotsiatsiyalarning shakllanishi. Ammo faqat oxirgi 20 yil ichida kichik atom komplekslarini ham eksperimental, ham nazariy jihatdan o`rganish sifat jihatidan yangi bosqichga ko`tarildi. Buning sababi shundaki, eksperimentchilar ma`lum tarkibli, massali, zaryadli klasterlarning nurlarini olishlari va deyarli alohida klasterlar ishtirokidagi tuzilishi va turli jarayonlarini o`rganishlari mumkin edi. Hozirgi vaqtda eng xilma-xil tarkibdagi klasterlar olingan va o`rganilmoqda, ular oddiy, tarkibi va tuzilishi bo`yicha bir hildan tortib, murakkab, ko`p atomli molekulalargacha.



Guruch. 3.1. [Re2Cl8]2-anionning tuzilishi


Metall klasterlar va oddiy mononuklear komplekslar o`rtasidagi farq nima? Birinchidan, klasterlarda bir nechta metall atomlari mavjud. Bu atomlar klasterning markaziy qismini, metall yadroni tashkil qiladi. Metall atomlarining guruhlanishi o`ziga xos geometrik tuzilishga ega. Lekin asosiysi, bu atomlar bir-biridan alohida mavjud emas; ular o`rtasida kuchli o`zaro ta`sir mavjud bo`lib, kimyoviy bog`lanish hosil bo`lishiga olib keladi. Bu M–M bogʻlari qisqa yadrolararo masofalar (tegishli metall kristallaridagi masofalardan kichikroq) bilan xarakterlanadi, yuqori energiyaga ega, baʼzan esa yuqori bogʻlanish koʻpligiga (ikki va hatto uch barobar) ega. Ligandlar metall yadro atrofida joylashgan bo`lib, o`ziga xos tuzilishi bilan klasterning "ligand toji" ni tashkil qiladi.
Klasterlar, bir (gomonuklear) yoki bir nechta (geteroyadro) elementlarning atomlarining yopiq strukturaviy shakllanishi sifatida nanostrukturalariga tegishli. Klasterlarhar xil miqdordagi atomlardan iborat - birlikdan o`nlab va yuz minglabgacha, shuning uchun ular alohida atomlar va mikroskopik shakllanishlar orasidagi oraliq hududni egallaydi (3.2-rasm) va ikkalasidan farq qiladigan xususiyatlarni namoyish etadi. Ularning fizik xususiyatlari asosan ular tarkibidagi atomlarning turi va soniga bog`liq. Hajmi kamayishi bilan klasterlar metall xususiyatlarini yo`qotadi; klasterdagi kimyoviy bog`lanishning tabiati uning hajmiga bog`liq. 100 dan kam atomdan iborat Au klasterlari metall xususiyatga ega emas. 150-500 atomdan boshlab metall xossalari paydo bo`la boshlaydi. Na klasterlarida metall xossalari 10-300 atomdan ortiq atomlar soni uchun namoyon bo`ladi. 13 atomdan iborat Fe klasterlari metall bo`lmagan, 35 atomdan iborat bo`lganlar esa metall xususiyatga ega.
Klasterlar mustaqil ravishda mavjud bo`lishi va 0D va 1D nanomateriallarni tashkil etuvchi murakkab tuzilmalarning bir qismi bo`lishi mumkin. Har qanday metallar va qotishmalar, karbidlar, nitridlar, oksidlar, boridlar, sulfidlar va boshqa birikmalar, shu jumladan keramika va kompozitlar klaster holatida bo`lishi mumkin.