Каттик жисм

1.5.3. Молекуляр богланншли кристаллар

Кристалл панжараси тугунларида молекулалар жойлашган кристалларни молекуляр богланишли кристаллар деб аталади. Кристалдаги \ар бир молекула узининг хоссаларини сакутайди Ушбу кристалларга Н 2, ГМ2, С12, Вг2 12 С Н 4 С 0 2 Н 20 кристаллари мисол була олади. Молекулаларни кристалл панжарада тутиб ту- рувчи кучлар бошка турдаги кучларга нисбатан заиф булади. Уларни Ван-Дер-Ваалс кучлари деб аталади. Бу кучлар Уз навба- тида молекулалар турига кура уч хил булиши мумкин.

1. Агар кристалдаги молекулалар кутали, яъни молекуланинг дипол ёки квадрупол моменти нолдан фарк^и булса, кристалл молекулалари узаро ореинтацион кучлар билан таъсирлашадилар.
Бундай молекулалар орасидаги тортишиш кучлари молекулалар бир чизикда жойлашганда максимал булади. Бу кучлар молекула­ ларни маълум бир йуналишга буришга \аракат килади, шунинг учун ореинтацион кучлар деб аталади. Исси^лик \аракати молеку- лаларнинт электрик моментлари йунапишларини доим узгартириб туришига кррамай, ,\амма йуналишлар буйича уртачалаштирилган таъсир кучи нолга тенг эмас. Ореинтацион таъсирнинг потенциал энергияси молекулалар орасидаги масофа- нинг^ олтинчи даражасига тескари пропорционал, яъни Ц М Р\ Р2г ь. Бу ерда Р х ва Р2 лар таъсирлашувчи молекулалар- нинг дипол моментлари. Молекулалар орасидаги таъсио кучи
г ^ г » яъни молекулалар орасидаги масофанинг ет-
тинчи даражасига тескари пропорционал. Бу кучлар масофа ор- тиши билан жуда тез камаиди. Харорат ортиши билан молекула-


ларнинг йуналиши бузилади ва натижада ореинтацион таъсир по­ тенциал энергияси камаяди.
2. Кристал кугбли ва кутбсиз молекулалардан ташкил топган
булса, уларнинг молскулалари орасида ипдукцион (поляризацион) таъсир кучлари пайдо булади. Кутбли молекула уз атрофила электр майдони \осил килади. Бу майдон таъсирида кутбсиз мо­ лекула кутбланади ва уида индукцияланган дипол моменти \осил булади. Молекулалар орасидаги таъсир энергияси Ш ~руа2'Г Кутбли молекуланинг дипол моменти Р\ га, кутбсиз молекуланинг кутбланиш коэс}>ф1Шиенти а 2 га туфи пропорционал ва масофа- нинг олтинчи даражасига тескари пропорционал. Бу энергия температура ортиши билан узгармайди.
3. Учинчи турдаги Ван-дер-Ваалс кучларини диспсрсион кумар
деб номланади. Бу кучлар к/тбсиз молекулалар орасида пайдо булиб, уларнинг келиб чикишини тушунтириш узок вакглар кийинчилик тугдирган. Ушбу муаммо квант механикаси ёрдамида тушунтирилди. Кутбсиз молекулаларнинг дипол моментлари уртача нолга тенг булса \ам, ва^гнинг жуда киска булакларида молекуладаги электронлар булути симметрияси бузилиб турарди. Натижада бу киска вакгда молекула маълум бир дипол моментга эта б^лали. Бу дипол майдони кушни молекулада индукцион ди­ пол моменти *осил килади, натижада узаро таъсир кучлари пайдо булади. Молекулалар узаро таъсири потенциал энергияси ва кучи
Куйидагича ёзилади:
¿/д (г)~а\а2г ь, /71(/) - г 1 (Ы О )
Бу кучларни дисперсион кучлар деб номланишининг сабаби моддадаги ёругликнинг дисперсияси \ам молекулаларнинг юкорида келтирилган хоссаларига богликлигидир.
Молекуляр богланишли кристалларда, тортишиш кучларидан
ташкари, молекулалар орасида итаришиш кучлари \ам мавжуд. Бу кучлар молекулалар бир бирига жуда якинлашганда пайдо булади. Квант механикасидаги Паули крнунидан электронлар кобикчари бир-бирига киришиб кетиши мумкин эмаслиги келиб чикади. Демак, молекулапарнинг электрокар коби^пари бир- бирига якинлашииш билан итаришиш кучлари пайдо булади. Тажрибалар курсатишича, бундай таъсир энергияси масофанинг ун иккинчи даражасига, таъсир кучи эса Ун учинчи даражасига тескари пропорционалдир.


_г Л/*) - — . ( 1. 11)
Молекулаир орасида ги таъсир энержясинит улар ораснлат масофага богланити и(1юдаспни киаш механика- сп п а к т а келтириб чнцррнш жула му- раккаб. шунннг учун олагда уни турли
тшфибмИ куринишла танлаб олинади. 1.11-чтма. Мо.кку.иинрлро Куп \олларла Л е т ырл*Джонс ифодаси- ^{таг^епр чнсргияси Г(/)} лан фой ииаиилади:
Ц г)=-агь+ Ьг'2. _{( 1. 12)}
Энсршянмнг минимум киймагига г0-масофа туьрн келали. Ушбу масофам молекулалар орасилаги таъсир кучи нолга тенг булади. Бу масофа сон к,ийматини Цг) пинг гбуйича \оспласини нолш тенглаб топит мумкин. г0-масофа кристалдаги молекулалар орасилаги муво- занатий масофага тенглир.
( д Щ г )\
^дг Г-Г. = О
Ушбу ва шунга ухшаш бошк^а ифолаларнпмг камчилнкларнлан бири — уларнннг молекулалар орасидаги ориентацион узаро таъсир- га ьфллаб булмлслмшдир. Ориентацион узаро таъемрии и^вдлапаш учун куп \олларда диполларнинг бурилиш бурчагини \исобга олув- чи купантувчи киритилали. Х,озирги пайтда молекулалар орасилаги узаро таъсирлар квант кимёси усуллари билан \исобланмокдл.