Kurs ishi mavzu: Qattiq eritmalar. Kiritb joylashtirilgan va o‘rin olish natijasida hosil bo‘lgan qattiq eritmalar. Izomorfizm va polimorfizm hodisalari. Kurs ishi rahbari: Turaxonov Sh. O. Andijon – 2023 Mundarija Kirish I bob

III bob. Izomorfizm va poliformizm.
Izomorfizm (izo... va yun. morphe — shakl) — kimyoviy tarkibi va kristall strukturasi bir-biriga yaqin jinslarning oʻzgaruvchan tarkibli birikmalar (aralash kristallar) hosil qilish qobiliyati. I. hodisasini birinchi marta 1819-yil nemis kimyogari E. Mitcherlix aniqlagan vatermin sifatida taklif qilgan. I. tabiiy mineral va kristallarda keng tarqalgan boʻlib, yer poʻstining turli termodinamik zonalarida uchraydi. Elementlarning oʻzaro izomorf aralashma hosil qilishi ular atom radi-usining kattaligi, kristallokimyoviy xususiyatlari (koordinatsiya soni, va-lentligi, strukturasi, kristallanish sistemasi) va tabiiy termodinamik sharoitlar (temperatura, bosim, paydo boʻlgan chuqurligi va joyi)ga bogʻliq. Tekshirishlar natijasida izovalentli (bir xil valentli) va geterovalentli (har xil valentli) I.lar borligi aniqlangan. Izovalentli I. uchun olivin mi-nerali tarkibidagi oksidlanish dara-jasi teng boʻlgan Mg ²⁺ va Fe ²⁺ misol boʻla oladi. Birinchisi forsterit (MgSiO₄), ikkinchisi fayalit (FeSiO₄) holida cheksiz I. aralashmasi hosil qilishi natijasida olivin minerali paydo boʻladi. Plagioklaz guruxdsagi Sa²⁺ bilan Na⁺ kationlarining oʻrin almashishi geterovalentli I.dir. Bunda oksidlanish darajasi +1 ga teng boʻlgan Na⁺ kationi oksidlanish darajasi +2 ga teng boʻlgan Ca ²⁺ kationi bilan oʻrin almashadi. I. aralashmalari cheksiz va cheklangan boʻladi. Cheklangan I.da elementlar oʻzaro maʼlum miqdordagina aralashma hosil qila oladi. I. hodi-sasidan mineral, kristall va rudalar tarkibidagi elementlarning qanday hrlatda joylashganligini, shuningdek, sintez usulida olingan, zamonaviy texnikada qoʻllaniladigan yarim oʻtkazgichlar, ferromagnetiklar, pye-zo- va segnetoelektriklar, lyumino-forlar, lazer materiallari va b.ning foydali xossalarini aniqlashda foydalaniladi.

Polimorfizm (poli... va yun. morphe — shakl) — baʼzi moddalarning turli kristall strukturali holatlarda boʻlish xossasi. Shu xrlatlarning har biri polimorf modifikatsiya deyiladi. Har bir modifikatsiya tuzilishi va fizik xossalari jihatidan bir-biridan farq qiladi. Ular a, r, u va boshqa yunon harflari bilan belgilanadi. P. 1798-yilda kashf qilingan.
Oddiy moddalar, shuningdek, organik va anorganik birikmalar P. xusu-siyatiga ega. Mas, uglerod (S) tashki koʻrinishi va fizik xossalariga koʻra bir-biridan keskin farq qiladigan kubik (olmos) va geksagonal (grafit) modifikatsiyalarga ega. Kimyoviy ele-mentning tuzilishi va xossalari turlicha boʻlgan ikki yoki undan ortiq oddiy modda holida mavjud boʻla olishi allotropiya deyiladi.
Har bir polimorf modifikatsiya maʼlum temperatura va bosimda turgʻun boʻladi. Modda beqaror, metastabil (tormozlangan, toblangan, oʻta sovitilgan) holatda uzoq vaqt saqlanishi mumkin. Pekin modda to maʼlum omil taʼsir ettirilguncha (muayyan temperatura va bosim soxalari chegarasida) bu holatda boʻla oladi. Ikki modifikatsiyaning turgʻun sohasi umumiy chegaraga ega boʻlsa, beqaror xrlatdan turgʻun holatga oʻtish qaytar (enantiotrop) almashinish, umumiy chegaraga ega boʻlmasa, qaytmas (monotrop) almashinish boʻladi. Masalan, rombik tizimda kristallanadigan aragonit qizdirilsa, trigo-nalsingoniyada kristallangan kalsit ga aylanadi. Pekin kalsitni qizdirish yoʻli bilan aragonitga aylantirish mumkin emas.
Polimorfizm hodisasini oʻrganish yer osti boyliklarini izlab topishga va ularning paydo boʻlish xususiyatlarini toʻgʻri aniklashga imkon beradi.
Polimorfizm» - grekchadan olingan bo‘lib, poli - ko‘p, morfologiya – tashqi ko‘rinish degan ma’noni anglatadi. Polimorfizm deganda, bir xil tarkibli birikmalarni har xil strukturalarda kristallanish xususiyati tushuniladi. Polimorf xususiyatga elementlar va murakkab birikmalar ham ega bo‘lishi mumkin. Polimorfizm tabiiy va sintetik minerallar orasida keng tarqalgan. Uglerod polimorfizmning yaqqol misoli bo‘lib, grafit va olmos minerallari hisoblanadi. Ularning xususiyatlari butunlay turlichadir: olmos tabiatdagi eng qattiq mineral (10) bo‘lsa, grafitni qattiqligi 1 ga tengdir; olmosni solishtirma oqirligi3,5 bo‘lsa, grafitniki 2,2 ga teng; olmos kubik singoniyada kristallansa, grafit geksagonal singoniyada kristallanadi.
YUqorida ko‘rsatilgan minerallarni xususiyatlari o‘rtasidagi juda katta farq, ularni strukturasi bilan boqliq bo‘lib, uglerod atomlarining joylanishiga boqliqdir. Grafitdagi uglerod atomlarini bir-biri bilan boqlanishi, olmosdagiga o‘xshash mustahkam emas. Grafitning strukturasi qavatlardan tuzilgan bo‘lib, tekis geksagonal panjarani hosil qiladi. Bu panjaralar orasida nisbatan katta masofa, grafitning xususiyatlarini keltirib chiqaradi: tez qavatlarga ajralish, kichik solishtirma oqirlik, qattiqlik va boshqalar.
Har xil polimorf modifikatsiyalarni kelib chiqishi, asosan ularni hosil bo‘lish sharoitlari bilan boqliqdir.
Kristallangan moddaning biror muayyan fizik-ximiyaviy sharoitlarda barqaror bo‘lib, har biri o‘ziga xos ma’lum kristall strukturasi bilan xarakterlanuvchi xillari o‘sha moddaning modifikatsiyalari deyiladi. SHunday polimorf modifikatsiyalar qandaydir ma’lum moddalarda ikkita, uchta yoki bir qancha bo‘lishi mumkin.
Masalan oltingugurtning oltita modifikatsiyasi, SiO2 ning to‘qqiz modifikatsiyasi ma’lum.
Turli polimorf modifikatsiyalarni odatda mineral nomiga qo‘shib yoziladigan α, β, γ va hokazo grek harflari – old qushimchalari bilan belgilanadi. Masalan: α – kvars 573° dan past temperaturalarda barqaror, β – kvars 573° dan yuqori temperaturalarda barqaror.
Hozirgi paytda, bir kvadrat santimetr yuzaga bir necha yuz kilogrammlab ta’sir etuvchi juda yuqori bosimli asboblarni ixtiro qilinishi natijasida, kristallarni polimorf o‘zgarishlarini tekshirish ustida juda ko‘p amaliy tajribalar olib borilmoqda.
Buning natijasida yangi kristallar soni oshib bormoqda va erning ichki qismida sodir bo‘lgan termodinamik jarayonlar, mineral assotsiatsiyalarini hosil bo‘lish qonuniyatlari aniqlashib bormoqda.
Termodinamik nuqtai nazaridan kristallarni polimorf o‘zgarishini, ma’lum miqdorda temperatura, tashqi bosim va elektromagnit kuchlarni tekshirilayotgan kristallga ta’sir etishi natijasida vujudga keladigan fazoviy o‘zgarish sifatida tushuntirish mumkin.