Mualliflar: Abduraxmanov. P., fizika-matematika fanlari doktori, professor, Egamov U., fizika-matematika fanlari

(121.1)


m J


2


bu erda -^a- va b - kushimcha xadlar, kattik xolatdagi real gaz
V
m
molekulalari orasidagi tortishish va itarish kuchlarini xisobga olish uchun kiritilgan, b - molekulalarning uzi egallagan xajmi, a - molekulalar orasidagi tortishish kuchi.
Anik kurinishda bu kuchlar tulik ximiyaviy boglanishga ega bulgan kuyidagi molekulalar orasida paydo bo’ladi: O₂,H₂,N₂,CH₄. Van-der-Vaals kuchlari suyuk va kattik xolatlarda bulgan inert gazlar atomlari orasida xam kuzatiladi. Umumiy xolda Van-der-Vaals kuchlari uziga dispersiyaviy, orientatsiyaviy va induksiyaviy ta’sir kuchlarini kamrab oladi.


366

Dispersiyaviy ta’sir kuchlar

Oddiy misol tarikasida ikkita geliy atomi orasidagi ta’sirni kurib chikamiz. Geliy atomining elektron zichligi taksimlanishi, uning elektr momentining urtacha kiymati nolga teng bulganligi uchun, sferik simmetriyaga ega bo’ladi (199 - rasm).






Ne

198. 
     - rasm. Geliy atomi elektron zichligining taksimlanishi
     

Vaktning ayrim onlarida elektronlar fazoning ma’lum nuqtalarida joylashib, birdan tez uzgarib turadigan elektr dipollarini xosil kiladilar.
Ikkita geliy atomlari yakinlashtirilganda bu atomlar elektronlari xarakatida («korrelyasiya») muvofiklik urnatiladi, natijada atomlar urtasida uzaro ta’sir kuchlari xosil bo’ladi. Bunday kuchlar ikki xil xarakterga ega bo’ladilar:

• 
  agarda elektronlar atomlarning teskari tomonlariga tuplanishi muvofiklansa (200 - rasm) tortishish kuchlari xosil bo’ladi;
  

198. 
     - rasm. Geliy atomlarida tortishish kuchlarini xosil
     

bulishi

• 
  agarda elektronlar atomlarning bir tomonlariga tuplanishi muvofiklashsa, itarish kuchlari paydo bo’ladi (201 - rasm).
  

367






201-rasm.Geliy atomlarida itarish kuchlarining xrsil bulishi
Elektronlarning muvofiklashgan xarakati natijasida paydo bo’ladigan boglanish kuchlari dispersiyali kuchlar deb ataladi va kuyidagicha ifodalanadi:

3. 
   a²_-
   

Ud =-³ V , (121.2)


4


r


bu erda a - zarrachaning kutblanishi, I - zarrachalarning kuzgatilish energiyasi, r - dipollar orasidagi masofa.
Orientatsiyaviy ta’sir kuchlar
Agar molekulalar doimiy M - dipol momentiga ega bo’lsalar, ya’ni kutbli bo’lsalar, u xolda ular orasida elektrostatik ta’sir kuchlari paydo bo’ladi, natijada tizimning energiyasi kamayishiga bog’liq ravishda molekulalar kat’iy tartibda joylashishga intiladilar (202 - rasm).






202 - rasm. Kutbli molekulalarda elektrostatik kuchlarning
x;osil bulishi
Molekulalarning to’g’ri «orientatsiyasi» - issiklik xarakatida buzila boshlaydi va kuchli ravishda temperaturaga bog’liq bo’ladi. Past temperaturalarda molekulalar tartibli yunalishga tulik ega


368

bo’lsalar, uzaro ta’sir energiyasi kuyidagi nisbat bilan aniklanadi:

M ²


Uop =-- z, (121.3)
2t 0 r


YUkori temperaturalarda esa:


_M2


^Uop =^--6 ^, (¹²¹.⁴)
24p £₀r r
Bu turdagi uzaro ta’sirlar orientatsiyaviy ta’sirlar deb ataladi.


Induksiyaviy ta’sir kuchlar


Kuchli kutblanishga ega bulgan kutbli molekulalarda kushni
molekulalarning doimiy dipoli maydoni ta’sirida kushimcha moment
xosil bulishi mumkin (203 - rasm).
Birinchi molekulaning doimiy dipoli va ikkinchi molekulaning
induksiyalangan dipoli orasidagi uzaro ta’siri natijasida vujudga
keladigan uzaro tortishish energiyasi kuyidagi nisbat bilan
U,„„ =- K (121.5)


aniklanadi:


yns


2 6
r






203 - rasm. Kuchli kutblanishga ega bulgan molekulalarda kushimcha momentning %osil bulishi


Bunday uzaro ta’sir induksiyaviy yoki deformatsiyali ta’sir deb ataladi.
Umumiy xolda, ikkita molekulaning yakinlashishida, uchta kurinishdagi uzaro ta’sirlar paydo bo’ladi va natijaviy ta’sir kuchlari uchta ta’sir energiyalarining yigindisiga teng bo’ladi.


U = U + U + U _d
g op ind


o


369

2. Ionli boFlanish

Inert gazlardan keyin joylashgan ishkor metallar atomlarining valent elektronlari tulgan energetik sohadan tashkarida xarakat kiladilar va yadro bilan kuchsiz boglangan bo’ladilar.
Inert gazlardan oldin joylashgan galoidlarda mustaxkam boglanish uchun bitta elektron etishmaydi. SHu sababli, ular kushimcha elektron kabul kilishga intiladilar.
Ishkorli metallar va galoidlar atomlari orasidagi boglanish kuyidagicha bo’ladi.
Avval metall atomining elektroni galoid atomiga utadi, natijada metall musbat zaryadli ionga, galoid atomi - manfiy zaryadli ionga aylanadi. Bu musbat va manfiy ionlar Kulon konuniga asosan ta’sirlashadilar. Bunday boglanish ionli yokissutbli boglanish deb ataladi.
Ionlarning tortishish energiyasi kuyidagiga tengdir:


iT =--^~ , (121.6)

4. 
   ns ₀r
   

5. 
   Kovalent boFlanish
   

Ionli va Van-der-vals boglanishlari orkali H₂, O₂, N₂ kabi molekulalar birikmalari xosil bulishini, xamda olmos va yarim utkazgich kristallaridagi boglanishlarni tushuntirish mumkin emas. Bir jinsli atomlar valent elektronlarini kayta taksimlash orkali karama - karshi earyadli ionlarni xosil kilish mumkin emas. Boshka tarafdan, O₂, N₂, N₂ molekulalaridagi mustaxkam boglanish Van-der- vals kuchlaridan juda sezilarli kattadir. Bunday mustaxkam boglanish kovalent boglanish deb ataladi.
Vodorod molekulasi misolida bu boglanish tabiatini kurib chikamiz (204 - rasm).
Masalan, yadrosi a va elektroni 1 bulgan A atom va yadrosi b, elektroni 2 bulgan V atom bir - biridan r - katta masofada joylashgan deb xisoblaymiz.


370






204 - rasm. Katta masofada joylashgan vodorod elektronlari
xolatlari


Atom atrofidagi elektron xolatini ifodalovchi elektron buluti zichligi (S = 4j²spu*) masofaga bog’liq tez sunishi sababli v yadro atrofida 1 - elektronning, a yadro atrofida 2 - elektronning bulish extimoli juda kichikdir. SHu sababli A va V atomlarni bir - biri bilan ta’sirlashmaydigan aloxida atomlar deb xisoblash mumkin va ikki atomdan tashkil topgan tizim energiyasi 2E_o ga teng deb xisoblaymiz. Bu erda E_o - odatdagi sharoitdagi aloxida atomning energiyasidir.