Муаллифлар: Абдурахманов. П., физика-математика фанлари доктори, профессор, Эгамов У., физика-математика фанлари

Индукциявий таъсир кучлар


Кучли кутбланишга эга булган кутбли молекулаларда кушни
молекулаларнинг доимий диполи майдони таъсирида кушимча момент
хосил булиши мумкин (203 - расм).
Биринчи молекуланинг доимий диполи ва иккинчи молекуланинг
индукцияланган диполи орасидаги узаро таъсири натижасида вужудга
келадиган узаро тортишиш энергияси куйидаги нисбат билан
U,„„ =- К (121.5)


аникланади:


yns


2 6
r






203 - расм. Кучли кутбланишга эга булган молекулаларда кушимча моментнинг %осил булиши


Бундай узаро таъсир индукциявий ёки деформацияли таъсир деб аталади.
Умумий холда, иккита молекуланинг якинлашишида, учта куринишдаги узаро таъсирлар пайдо булади ва натижавий таъсир кучлари учта таъсир энергияларининг йигиндисига тенг булади.


U = U + U + U _д
g op инд


о


369

2. Ионли боFланиш

Инерт газлардан кейин жойлашган ишкор металлар атомларининг валент электронлари тулган энергетик сохадан ташкарида харакат киладилар ва ядро билан кучсиз богланган буладилар.
Инерт газлардан олдин жойлашган галоидларда мустахкам богланиш учун битта электрон етишмайди. Шу сабабли, улар кушимча электрон кабул килишга интиладилар.
Ишкорли металлар ва галоидлар атомлари орасидаги богланиш куйидагича булади.
Аввал металл атомининг электрони галоид атомига утади, натижада металл мусбат зарядли ионга, галоид атоми - манфий зарядли ионга айланади. Бу мусбат ва манфий ионлар Кулон конунига асосан таъсирлашадилар. Бундай богланиш ионли ёки цутбли богланиш деб аталади.
Ионларнинг тортишиш энергияси куйидагига тенгдир:


иT =--^~ , (121.6)

4. 
   ns ₀r
   

5. 
   Ковалент боFланиш
   

Ионли ва Ван-дер-вальс богланишлари оркали H₂, O₂, N₂ каби молекулалар бирикмалари хосил булишини, хамда олмос ва ярим утказгич кристалларидаги богланишларни тушунтириш мумкин эмас. Бир жинсли атомлар валент электронларини кайта таксимлаш оркали карама - карши эарядли ионларни хосил килиш мумкин эмас. Бошка тарафдан, О₂, Н₂, N₂ молекулаларидаги мустахкам богланиш Ван-дер- вальс кучларидан жуда сезиларли каттадир. Бундай мустахкам богланиш ковалент богланиш деб аталади.
Водород молекуласи мисолида бу богланиш табиатини куриб чикамиз (204 - расм).
Масалан, ядроси а ва электрони 1 булган А атом ва ядроси b, электрони 2 булган В атом бир - биридан r - катта масофада жойлашган деб хисоблаймиз.


370






204 - расм. Катта масофада жойлашган водород электронлари
холатлари


Атом атрофидаги электрон холатини ифодаловчи электрон булути зичлиги (S = 4ж²цпу*) масофага боглик тез суниши сабабли в ядро атрофида 1 - электроннинг, а ядро атрофида 2 - электроннинг булиш эхтимоли жуда кичикдир. Шу сабабли А ва В атомларни бир - бири билан таъсирлашмайдиган алохида атомлар деб хисоблаш мумкин ва икки атомдан ташкил топган тизим энергияси 2Е_о га тенг деб хисоблаймиз. Бу ерда Е_о - одатдаги шароитдаги алохида атомнинг энергиясидир.
Атомларнинг якинлашиши билан бегона атомларга электронларнинг утиш эхтимоли ортади.
Атомлар орасидаги масофа r » 2А^о га етганда бу атомларнинг электрон булутлари бир - бирини тусабошлайди. Атомларнинг кейинги якинлашишида булутларнинг тусиш даражаси ва электронларнинг алмашиш частотаси шу даражада ошаборадики, 1 - электроннингА - атомга, 2 - электроннингВ - атомга тегишли эканлиги уз кучини йукотади (205 - расм).
Шундай килиб, бу холатда электронлар бир вактда иккала ядрога тегишли булади ва улар умумлашган хисобланади.
Электронларнинг умумлашиши электронлар зичлигини \у\² кайта
таксимланишига ва тизим энергиясини алохида атомларнинг энергиялари йигиндисига 2E_o нисбатан узгаришига олиб келади. Расмда 1 - пунктир чизиклар билан алохида атомларнинг электрон


371

3

205. 
     - расм. Цисца масофаларда водород атомлари электрон булутларининг бир - бирини тусиши
     

булутлари зичлиги тасвирланган; 2 - узлуксиз чизиклар билан алохида атомлар электрон булутларини оддий йигиндиси тасвирланган; 3 - калин чизиклар а - в ядролар учун умумлашган электронлар хосил булгандаги электронлар булути зичлигини таксимланиши тасвирланган.

0. 
   - ва 2 - холатларга Караганда 3 - холатда иккала ядролар уртасидаги электронлар зичлиги ортаборади. Ядролар орасидаги фазода электрон булутлар зичлигининг ортиши тизим энергиясининг камайишига ва атомлар орасида тортишиш кучларини вужудга келтиради. Ана шу ковалент богланишни хосил булишидир. Водород молекуласининг энергияси
   

U = 2 E₀ + ^K + ^A ' 1 + S²


га тенг. Бу ерда 2Е₀ - иккита водород атоми энергиялари йигиндисидир; К - электронларнинг ядро билан, электронларнинг узаро ва ядроларнинг узаро электростатик таъсир энергиясидир. Бу энергия манфийдир ва уни Кулон энергияси деб аташади. А - атомларнинг узаро электронлар билан алмашиш энергиясидир ва у доимо К дан катта булади A | > |K I . S< 1 , К ва А манфий булганлиги учун тизим энергияси камайиб боради:


U. = 2 E


(121.7)


372




Х,ар бир водород атоми узининг битта кушни атоми билан богланиш хосил килиши мумкин. Бу богланишни ташкил этувчи иккита электрон карама - карши спинларга эга ва битта квант ячейкани эгаллайди.
Учинчи атом, бу шароитда, тортишмасдан итарилади.
Кремний, германий кристалларида элементар катакчадаги атом валент богланишни туртта якин кушни атомлар билан хосил килади. Шу туртта ковалент богланишларни хосил килувчи хар икки электрон карама - карши спинларга эга булади.

3. 
   Металл боFланиш
   

Менделеев даврий жадвалининг хар бир даври бошланишида турган металлар алохида жисмлар гурухини ташкил этадилар.
Металл атомлари якин кушнилари билан ковалент богланиш хосил килиш учун етарлича валент электронларига эга эмаслар. Масалан, мис атоми факат битта валент электронига эга ва факат битта кушни атом билан ковалент богланиш хосил килиши мумкин. Аммо, мис кристалл панжарасида хар бир атом атрофида ун иккига якин кушни атомлар мавжуддир ва улар билан богланиш хосил килиш керак. Шу сабабли, металларда ковалент богланишдан фаркли металл богланиш деб аталувчи алохида богланиш тури мавжуддир.
Металл атомларида ташки валент электронлари ядро билан кучсиз богланган. Металл каттик жисм холатига эга булганда, атомлар бир - бири билан жуда якин жойлашиши сабабли, валент электронлар уз атомларини ташлаб, кристалл панжара буйлаб эркин харакат килиш имкониятига эга буладилар. Натижада кристалл панжарада манфий зарядларнинг бир жинсли таксимланиши пайдо булади ва тугунлар орасидаги фазонинг катта кисмида электронларнинг уртача зичлиги узгармаслиги кузатилади.
Металл кристалл панжарасидаги богланиш мусбат ионларнинг электрон газ билан узаро таъсири натижасида пайдо булади. Мусбат ионлар орасидаги электронлар ядроларни бир - бирига тортади ва итариш кучларини мувозанатлайди. Бошка тарафдан, ионлар орасидаги масофа камайиши билан тортишиш кучлари орта бошлайди.
Ионлар орасидаги тортишиш ва итариш кучлари тенг буладиган масофа урнатилганда кристалл панжара мустахкамлашади.