Moddaning agregat holati

Moddaning qattiq holati: agregat holatlarning biri bo’lib, u atomlarning (molekulalar, ionlarning) geometrik jihatdan batartib joylashganligi bilan ajralib turadi. Qattiq holatda modda zarrachalari orasidagi masofa shu zarrachalarning o’lchamlariga deyarli teng bo’ladi. Shu sababli zarrachalar orasidagi o’zaro ta'sir kuchlari katta bo’lgani uchun qattiq holatdagi moddalar muayyan shakl va hajmga ega bo’ladi.
Qattiq moddalar ichki tuzilishiga, ya'ni zarrachalarining bir-biriga nisbatan qanday tartibda joylashganligiga qarab kristall va amorf moddalarga bo’linadi. Bir moddaning o’zi ham kristall ham amorf holatda bo’lishi mumkin (masalan, kristall holdagi kvarts bilan amorf holdagi qumtuproq), lekin kristall holat doimo amorf holatga qaraganda barqaror bo’ladi.
Moddaning amorf holati shakli, optik, mexanik, elektr va boshqa fizikaviy xossalarining anizotropiyasi (ya'ni yo’nalishga bog‛liq bo’lmasligi) va suyuqlanish haroratining qat'iy muayyan bo’lmasligi bilan tavsiflanadi.
Tabiatda amorf holatdagi moddalar kristall moddalarga qaraganda kamroq uchraydi. Tabiiy va sun'iy smolalar doimo amorf holatda bo’ladi. Amorf jismlarning eng tipik vakili odatdagi silikat shishadir, shu sababli amorf holat shishasimon holat ham deyiladi.
Amorf moddalar tuzilishi jihatdan suyuqliklarga o’xshaydi va ulardan zarrachalarining harakatchanligi juda kamligi bilan farq qiladi. Shu sababli amorf moddalar o’ta sovitilgan suyuqliklarga o’xshatiladi.
Kristall holatning asosiy tashqi belgilari — moddaning aniq muayyan haroratda suyuq holatga o’tishi va tashqi muayyan geometrik shaklga ega bo’lishidir. Undan tashqari, kristallning xossalari (masalan, issiq o’tkazuvchanligi) hamma yo’nalishda ham bir hil bo’lavermaydi.
Kristall moddalarda zarrachalar ma'lum tartib bilan joylashgan bo’ladi va fazoviy kristall panjarani hosil qiladi. Fazoviy kristall panjaraning ko’p marta takrorlanib, jismning butun hajmini hosil qiladigan qismi elementar yacheyka deyiladi.
Kristall panjaralar zarrachalarning fazoda joylashish hususuyati va zarrachalar orasidagi o’zaro ta'sir turiga qarab molekulyar, atomli, ionli hamda metall kristall panjaralarga bo’linadi.
Bu panjaralarning har biriga kristall qattiq jismlarining ma'lum turiga muvofiq keladi.
Molekulyar kristall panjarali moddalarda kristall panjara tugunlarida neytral molekulalar bo’ladi. Agar molekulalar qutblangan bo’lsa, ular birbiriga qarama-qarshi zaryadlangan qutblar bilan yondashib turadi. Molekulalar qutblanmagan bo’lganda ham ular muayyan tartibda joylashgan bo’ladi. Molekulalarning bunday joylashuvini qutichaga to’ldirib qo’yilgan stol tennisi sharchalarining joylashuviga o’xshatish mumkin. Bunday kristall panjarada molekulalar o’zaro Vander-Vaals kuchlari tufayligina tortishib turadi. Shu sababli molekulyar panjara ancha bo‛sh va unda molekulalar o‛z xossalarini saqlab qolgan bo‛ladi. Azot, vodorod, kislorod kabi gazlar past haroratda qattiq holatga o’tganida molekulyar kristall panjara hosil qiladi. Oson suyuqlanadigan ko’pchilik organik moddalar kristallari ham molekulyar panjarali bo’ladi.
Kristall panjaraning ikkinchi turi ionli kristall panjaradir. Ionli kristall panjara ionlardan tarkib topgan bo’ladi. Masalan, natriy xlorid (osh tuzi) kristall panjarasini olib ko’raylik. Unda har qaysi natriy ioni oltita xlor ioni bilan, har bir xlor ioni esa oltita natriy ioni bilan qurshab olingan (1rasm).
Natriy ioni musbat, xlor ioni esa manfiy zaryadli bo’lgani uchun bu zaryadlangan zarrachalar o’zaro elektrostatik kuchlar bilan tortishib turadi, demak, bunday moddalar molekulalarida ionli bog‛lanish mavjud bo’ladi. Ion panjarali moddalarning suyuqlanish harorati yuqori bo’ladi. Deyarli barcha tuzlar, ba'zi oqsidlar va asoslarning kristall panjaralari
i onli bo’ladi. 1-rasm. NaCl ning
kristall panjarasi.
A tomli kristall panjara hosil qilgan moddalarda panjara o’zaro puxta kovalent bog‛lanish bilan bog‛langan elektroneytral atomlardan tarkib topgan bo’ladi. Masalan, olmosning kristall panjarasi atomli panjaradir.
Unda har qaysi uglerod atorni boshqa to’rtta uglerod atomi bilan bog‛langan.
Kovalent bog‛lanish ancha puxta bo’lganligi sababli bunday kristallar juda qattiq, suyuqlanish harorati yuqori bo’ladi.
Metall kristall panjarada musbat ionlar tebranib turadi: musbat ionlar orasida erkin elektronlar barcha yo’nalishlarda harakatda bo’ladi Bu elektronlar panjara ichida bir iondan ikkinchisiga bemalol o’tib yurganligi sababli erkin elektronlar deyiladi. Metallning elektr, issiqlik o’tkazuvchanligi, magnit xossalari va metallar uchun xos boshqa xususiyatlar ana shu erkin elektronlar tufaylidir. Elektronlar bir atomdan ikkinchi atomga o’tib yurib, go’yo ularni o’zaro bog‛laydi, bunday bog‛lanish ham anchagina puxta bo’lganligi sababli har qanday deformatsiyaga bardosh beradi. Shuning uchun metallarni bolg‛alash, yupqa list qilib yoyish, ingichka sim tarzida chuzish mumkin, bunda uning ichki tuzilishi o’zgarmaydi.
Kristallning har bir zarrachasi (molekula, atom yoki ionni) qurshab turadigan va u bilan o’zaro ta'sirlashadigan zarrachalar soni shu kristall panjaraning koordinatsion soni deyiladi. Koordinatsion son, odatda, 3, 4, 6 va 8 ga teng bo’ladi. Kristall panjarani hosil qiluvchi ionlarning o’lchamlari bir-biridan qancha kam farq qilsa, panjaraning koordinatsion soni shuncha katta bo’ladi va masalan, metallarda 12 gacha yetishi mumkin. Kristall panjaraning puxtaligi va barqarorligi uni hosil qiluvchi ionlar, atomlar yoki molekulalar orasidagi o’zaro ta'sir kuchlariga bog‛liq bo’ladi. Zarrachalar orasidagi o’zaro ta'sir kuchlari muayyan miqdor energiya bilan tavsiflanadi, bu energiya kristall panjaraning energiyasi deyiladi. Panjara energiyasi qancha katta bo’lsa, kristall panjara shuncha puxta bo’ladi.
Tuproq tarkibida qattiq kristall moddalar — gilsimon minerallar ko’p bo’ladi. Gilsimon minerallarning soni juda ko’p, lekin tuproqda eng ko’p uchraydigan va uning unumdorligiga ta'sir etadigan minerallar, asosan, uch guruhga bo’linadi: kaolinit, montmorillonit va gidroslyuda guruhlari. Gilsimon minerallar bir-biridan, asosan, tuzilishi bilan farq qiladi. Turli gilsimon minerallarning kristall panjarasi bir hil elementar tuzilish birliklaridan tuzilgan, bu birliklar kremniy va kislorod, shuningdek alyuminiy, kislorod va vodorod atomlaridan tarkib topgan bo’ladi. Bundan tashqari, gilsimon minerallar tarkibiga temir, kaliy, magniy, marganes va boshqa elementlar ham kirishi mumkin. Gilsimon minerallar, asosan qatlamli tuzilishga ega bo’ladi.
Tuproqning eng muhim fizik-kimyoviy va suv xususiyatlari — yutish sig‛imi, gidrofilligi, yopishqoqligi, muhiti uning minerologik tarkibiga bevosita bog‛liq bo’ladi. Tuproqning yutish sig‛imi qancha katta bo’lsa, unda oziq elementlar shuncha ko’p bo’ladi. Montmorillonit guruhidagi minerallarning yutish sig‛imi eng katta (100—150 mg-ekv/100 g) bo’lgani sababli tuproqda bunday minerallarning bo’lishi zaruriy oziq elementlarning ko’p to’planishiga sabab bo’lib, o’simliklarning o’sishiga ijobiy ta'sir etadi. Lekin tuproqda montmorillonit juda ko’p bo’lsa, tuproq quriganida yuzasida qattiq qatlam hosil bo’ladi, so’ngra u yorilib, tuproqning suv singdiruvchanligi turlicha bo’lib qoladi. Bunday tuproqlarning fizik-kimyoviy xossalarini yaxshilash uchun ular tarkibida gumus miqdorini oshirish kerak.
Kaolinitguruhidagi minerallar tuproqqa salbiy ta'sir etadi. Kaolinitning yutish sig‛imi kichik (7—10 mg-ekv/100 g) ligi sababli tarkibida shunday minerallar ko’p bo’lgan tuproqning unumdorligi past bo’ladi. Tarkibida kaolinit ko’p bo’lgan tuproqlarga kaliy va boshqa asoslar qo’shilganda tuproqning xossalari yaxshilanadi. Gidroslyuda guruhidagi minerallar tarkibida o’simlik oson o’zlashtiradigan kaliy ko’p (6—7% gacha), shuning uchun tarkibida gidroslyuda minerallar ko’p bo’lgan tuproqlarga kaliyli o’g‛itlar solishning hojati qolmaydi. Tuproq tarkibidagi minerallar, asosan, rentgentuzilishtahlili yordamida aniqlanadi.