Қатты дене ұғымына анықтама беріңіз
жүктеу/скачать 1,5 Mb.
|
Без имени (копия)
Лекция 15 Оптика, Сөж 4, Глава 4 новый
| Қатты дене ұғымына анықтама беріңіз. Қандай зат болмасын үш агрегатты күйдің біреуінде: қатты, сұйық немесе газ тәрізді болады. Бұлардың бір-бірінен өзгешеліктері неде? Газдың бөлшектері (атомдары, молекулалары) ешқандай ережеге бағынбай ретсіз бос қозғалыста болады. Сұйықты құрайтын бөлшектерде тек қана жақындық реттік сақталады, ал қатты денелердің атомдары белгіленген реттікпен орналасады. Атомдардың, молекулалардың белгіленген заңдылықпен кеңістікте дұрыс орналасулары кристалдық күйін сипаттайды. Сол себепті физикада кристалдық күй немесе қатты күй деген ұғымдар бірдей қолданылады. Нақты кристалдың атомдарының (иондарының) өзара орналасуы оның атомдық -кристалдық құрылымы деп аталады. Металл кристалын еркiн орналасқан электрондардан тұратын “газдың” қоршауындағы оң зарядты иондар жиынтығы деп қарастыруға болады. Электрондар мен иондар жиынтығының арасындағы байланыс электрстатикалық күш арқылы ұсталады. Мұндай байланыс металдық байланысқа жатады. Демек, металдық байланыс – оң зарядты иондар мен еркін қозғала алатын валенттік электрондар газының арасындағы байланыс. Металдық байланыс күші иондар мен электрондар аралығындағы тебу және тартылу күшiмен анықталады. Атомдар бiр-бiрiмен әрекеттесу энергиясы аз жұмсалатындай қашықтықта орналасады Атомдар бiр-бiрiне қашықтығынан жақын немесе қашықтығынан алыс орналасу үшін тебу немесе тартылу күшіне қарсылық көрсететін күш жұмсалуы керек. Қатты күйде атомдар әр заттың өзіне тән ретімен орналасып, кеңістікте кристалдық тор құрады. Иондар осы тордың түйіндерінде тербелмелі жылулық қозғалыста болады. Ал электрондар – олардың арасындағы кеңістікте химиялық байланысты қамтамасыз етеді.Сонымен, кристалдық тор деп – шартты түрде, түйіндерінде материалдық бөлшектер (иондар) орналасқан, түйіндердің арасы ойша сызықпен жалғасқан кеңістіктегі торды айтады.Кристалдық тор құрылысын толық бейнелеу үшін оның бір дара бөлігін алып бір жазықтықта жатпайтын X, Y, Z координаталарының бойына орналастыралық (2.2- сурет). Мұндағы координатаның өстеріне параллель және бір-бірінен a, b, c қашықтықта жүргізілген жазықтықтар кристалды өзара тең және параллель бағдарланған көптеген параллелепипедтерге бөледі. Кристалдық тордың симметриясын, атомдардың орналасу ретін, тығыздығын, т.б. қасиеттерін сақтайтын ең кіші бөлігі (дара параллелепипед) элементар тор немесе торұя деп аталады. Кристалдық тор құратын элементар торлардың барлығының сырт пішіні мен көлемі бірдей. Атомдар элементар торлардың тор түйіндеріне немесе тор орталықтарына, қабырғаларына орналасулары мүмкін. Егер атомдар тек тор түйініне орналасса ондай элементар тор қарапайым, егер басқалай орналасса күрделі деп аталынады. Элементар торлардың сырт пішініне және ондағы атомдардың орналасу ретіне сүйеніп кристалдың геометриялық сипаттамасын, демек оның атомдық-кристалдық құрылымын зерттеуге болады. Кристалдық торды сипаттайтын параметрлерге a, b, c қабырғалары және X, Y, Z өстерінің арасындағы a, b, g бұрыштары жатады. Көптеген металдың атомдары көлемі орталықтанған текше тор, жағы орталықтанған текше тор, гексагональді тығыз орналасқан тор, т.б. торлар құрайды. Кристалдық тордың өлшемі параметрлерімен анықталады. Параметрлер қатарына тор периоды, координациялық сан және т.б. жатады.Элементарлы торға іргелес жатқан екі атомның арақашықтығы тор периоды деп аталады. Өлшемі нанометр, 1нм=10-9 см. Тор периоды a, b, c әріптерімен белгіленеді.Металдық байланысы бар заттарда атомдар симметриясы жоғары, тығыздығы жоғары, ықшамды кристалдық торлар құрады. Жалпы кристалдық торлардағы кез келген жеке атомның төңірегінде бірдей қашықтықта орналасқан көрші атомдарының саны – кристалдық тордың координациялық саны (К) деп аталады. Ол атомдардың кеңістікте, координациялық сфераның ішінде орналасу ретін көрсетеді.Қатты заттарда атомдардың 14 элементар торы кездеседі. Олардың ішінде металдар көбінесе көлемдік центрленген куб (КЦК), беттік центрленген куб (БЦК), гексагональді тығыз торға (ГТТ) кристалданады (2.3-сурет).Кристалдық торы КЦК металдарға (К= 8) - K , Na, W, V, α-Fe, Cr, Nb, БЦК металдарға (К= 12) - Cu, Pb, Pt, Al, Ag, Au, β-Fe, ГТТ металдарға (К= 12) - Mg, Be, Cd, Zn, Os, α-Ti жатады.а) көлемдік центрленген кубтық тор ; б) беттік центрленген кубтық тор; в) гексагональді тығыз тор. жүктеу/скачать 1,5 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|