Каттик жисм

1.5.2. Ион (гетероцутбий) богланншли кристаллар

Бундай кристапларнинг панжараси тугунларида ионлар жой­ лашган булади. Турли ишорали ионлар орасидаги масофа бир хил ишорали ионлар орасидаги масофадан кичик булади, шунинг учун турли ишорали ионлар орасидаги тортишиш кучи бир хил ишорапи ионлар орасидаги итариш кучидан каттадир. Лекин тор-

тишиш кучлари маипум бир г0 масофагача таъсир адшади. Агар ионлар орасмдаги мпсофа гп лам кмчкина булса улар орасила ита- риш кучи пайдо буллли. Кристапдаги кушни атомлар орасидаги тортишиш вл итариш кучлари квант механикаси оркали тушун- тирилади. Баъзи масапаларни ечшидагина бнз ион богланишли кристаллардаги узаро тлъсир кучларини электростатик Кулон кучлари дсб олишимиз мумкин. Ион кристаллари куп \олларда элементлар даврий системаси 1-чи ва V II гуру\ элементлари би- рикишилан \осил булади. Ион кристашнинг \ар бир иони атро- фида муайян К сондаги бош^а ионлар жойлашали. Ушбу ионлар сонини координацион сон — К дсб аталади. Координацион сон- нинг киймпти панжлрадлги ионларнинг ралиуслари нисбати би- лан аник^анади. Уш бу сонни кандяй аник/тш 1.4- жадвалда кел-
тирилган. Бу ерда ^г. - ионларнинг радиуслари нисбати.
—
1.4-жадвси
^{кООДОПМКМоП КН)} 12 8 ^{6 4 2}
_гл ^{г. Гд} гл
^{— НИ11Г} 1>— >0.73 ^{(1.73>— Х1.41 0.41>---- >0.22 — «1.22
гн} гв 1в гв ^{Гв !'в} КИй\|;п|Д|1и
Мисол тарик,асида ош тузи (ЫаС!) кристати тузилишини
о куриб чикамиз. N 3 атоминипг эффектив радиуси 0,98А ,
хлор атоминики эса /*с|= 1-81 ^о , демак ^г* =0,98/1,81=0,54.
А —
Юкрридаги жадвалдан ушбу Кристал учуп координацион сон К-6 эканлигини ант-^аймиз. Бу кристалдаги \ар бир монни атрофила
6 та ион урнб турншини англатади. ( 1. 10-чнзма).
Дар\акиклт. ош тузи кристали солда кубик тузилишгп эгашр. Крисиил ту- зилиш куп жп\атдан кристаллам ион* ларпинг эффектив ралиуслари ннсбати- гл ботик,. № С 1 крпаанида хлор иони радиуси натрии иони ралиусмлан деяр-
ли икки бароблр катга. шунинг учуи ^{I М - ч тча Ион бог 1<1нншли}
уларншп ургасша яма бир ионии жом- ^{\:|С1 кристи/т}


лашиши учун буш жой крлмайди. Натижада ушбу ионлар содда кубик шаклда жойлашадилар. Ион кристалларида узаро богланиш энергияси асосан элскгростатик тавсифга эга булиб, бу знергияни Маделунг энергияси леб \ам аталади. Кристалдаги ихтиёрий /' ва у номерлм атомлар орасидаги богланиш энергиясини Щ деб атай- лик. У \олда / номерли ионнинг бошка \амма атомлар билам
таъсирлашув энергияси га тенг булади (у*/). Ион

богланиш кристалл учун икки кисмдан иборат деб караш мум- кин:

ехр (- — )± — (1.1) (С ГС да)
Р ь
Ифоданинг биринчи \ади ионга таъсир килаётган итарувчи кучнинг потенциали булиб, иккинчи \ади эса Кулон таъсири по- тенциалидан иборатдир. Кушни атомлар орасидаги масофани к деб оламиз ва белгилаш киритамиз г^РцЯ. Узаро итариш кучлари факат яцин жойлашган атомлар орасидагина мавжуд деб олсак, у
\олда юкоридаги ифода соддалашади.

Я еха —

_{Р Я} - якин атомлар учун,
( 1-2)
_Я - колган барча атомлар учун.
Кристалдаги мусбат ва манфий ионлар сони 2УУ га тенг булса, кристалнинг тупик энергияси (^N 1 /, га тенг булади. Ц ни N га купайтиришимиз сабаби \ар бир таъсирлашувчи жуфтни бир марта \исобга олинади. Юкоридаги ифодадан ¿/,ни топамиз:
¿/р7Цехр(-Д//?)- ^ " 1+ ^±_ _{( 1.3)
Г»} /?
Ушбу формулада I энг якин кУшни атомлар сони. Ифодани
2
соддалаштириш учун 2 — ни иккинчи \адга кушиб куйидагими
Я
\осил киламиз:
_N / ч _>
^у _{Г ™} ^.11 ----- (1.4)
_' Г к *


( 1.5)
Ушбу сон Маделунг доимийси деб аталади. Энди юкрридаги ифодамиз содда куринишга келади:
{//=2 Яехр(-ад - а \ _К С 6) Ифодадаги охирги \ад энг як,ин 1 та атомлар киссасини \ам
Уз ичига олади. Тулик энергия учун эса:
' 2
” « ~_к ) <17)
ифодани \осил киламиз. Мувозанат *олатда тулик энергия I* га
богли^эмас, яъни _ап =0 , шунингучун
^ = Л /уоо1 = , ёки
ЛЯ р Р Я 2
Л2ехр(- —_Р ) = _¿А <18>
(1.7) ва (1.8) ифодалардан
( 1.9)
келиб чикдгш.
Бу ифодадаги р кичик сон булиб одатда р=0.1 Ко ни ташкил
этади. Шунинг учун и т = _К деб олишимиз мумкин. Демак, ион богланишли кристалларда богланиш энергиясининг деярли
\аммасини Кулон энергияси (ёки Маделунг энергияси) ташкил этар экан. Харорат ёки босимнинг узгариши ион кристалининг элементар катаги узгаришига олиб келиши мумкин. \ аР °Рат ошиши билан мусбат ион (анион)нинг эффекгив радиуси ман- фий ион (катион)нинг эффектив радиусига нисбатан тез катга- лашади. Натижада уларнинг радиуслари нисбати узгаради ва бу уз навбатида тузил иш узгаришига олиб келади. Масалан, хлорли це­ зий (СбС1) ва хлорли рубидий (КЬС1) кристаллари температура ошиши билан \ажмий марказлашган кубдан содда кубга айланиб колади. Хлорли катий. хлорли бром, хлорли йодларда эса босим



ошиши билан тескари угиш, яъни содда кубик панжарадан
\ажмий марказлашган панжарага айланиш кузатилади.
Ион кристалларини сувда эритилганда улар мусбат ва манфий ионларга парчаланадилар. Улар исси^лик таъсирида эритилганда \ам ионли суюк^икка айланади. Буни уларнинг электрик токни яхши Утказишидан билишимиз мумкин. Ионлар кристаллари паст температураларда электр токини яхши утказмайди. ^арорат ошиши билан Утказувчанлик \ам ортиб боради. Ионлар кристаллари инфракизил нурларни яхши ютувчи моддалардир.