Kirish Asosiy qism Kristallar haqida tushuncha

MAVZU: KRISTALLARDAGI NUQSONLAR VA KRISTALLOFIZIKA

Reja:

1. 
   Kirish
   
2. 
   Asosiy qism
   

1. 
   Kristallar haqida tushuncha
   
2. 
   Kristallofizika asoslari
   
3. 
   Kristallardagi nuqsonlar
   

3. 
   Xulosa
   
4. 
   Foydalanilgan adabiyotlar
   

1. KRISTALLAR HAQIDA TUSHINChA

KRISTALLAR (yun. krystallos — muz, togʻ billuri) — atomlari, ionlari va molekulalari maʼlum tartibda joylashib, fazoviy kristall panjarani tashqil etgan qattiq jismlar. Kristallar, koʻpincha, suyuq fazalar — eritmalardan hosil boʻladi va oʻsadi, baʼzan esa gaz holatini yoki qattiq jism holatini tashqil etadigan fazaviy oʻzgarishlar natijasidagiva hosil boʻladi. Bir turdagi kristall panjaraga ega yirik Kristallar — monokristallar, mayda-mayda kristallchalardan tashqil topgan. Kristallar — polikristallar, umuman kristall panjara tashqil etmagan qattiq jismlar — amorf jismlar deb yuritiladi. Boʻlardan tashqari suyuq Kristallar maxsus guruhni tashkil etadi.

Kristallar tabiatda har xil kattalikda uchraydi. Eng yirik tabiiy Kristallar (togʻ billuri — kvars xili) bir necha yuz kilogrammni, sunʼiy yetishtirilgan ish-qoriy galloid Kristallari bir necha oʻn kilogrammni, eng yirik tayoqcha shaklida yetishtirilgan kremniy KRISTALLOFIZIKA ning diametri 200 mm ni, eng yupqa bir butun monokristall qatlam shaklidagi Kristallarning qalinligi 10 nm ni tashkil etadi.

Kristallar, odatda, simmetrik, toʻgʻri shaklli, tomonlari sillik, qirralari toʻgʻri boʻladi. Rentgenostruktura tahlili paydo boʻlgunga qadar. Kristallar burchaklarini oʻlchash yordamida oʻzaro taqqoslanib, ularning kimyoviy tarkibi aniqlangan. Kristallarni simmetrik jism sifatida oʻrganish maqsadida ular 32 simmetriya sinfiga boʻlingan. Har bir sinf simmetriya elementlarining maʼlum bir majmui b-n xarakterlanadi. 32 sinf ulardagi xarakterli simmetriya elementlarining mavjudligiga qarab 7 singoniyaga guruhlanadi: triklin, monoklin, romb, tetragonal, geksagonal, trigonal va kub. KRISTALLOFIZIKA ayrim tomonlarining oʻsish tezligidagi farqlar ularni kamdan-kam uchraydigan turli-tuman shakllar (plastinkasimon, ignasimon, tolasimon, butoqsimon, dendrit, qorsimon) ga olib kelishi mumkin. Bu xususiyatlardan germaniyning dendrit lentasini, turli yarimoʻtkazgichlarning yupqa plyonka (parda) sini oʻstirish texnikasida foydalaniladi. Agar eritmada bir yoʻla bir necha kristallanish markazlari hosil boʻlsa, u holda oʻsib borayotgan Kristallar bir-biri bilan uchrashib, notoʻgʻri donachalar shaklini oladi.

Kristallarning tashqi koʻrinishi, u yoki bu sinfga va singoniyaga mansubligi ularning kristall panjarasi bilan belgilanadi. Kimyoviy bogʻlanishga qarab Kristallarning atom strukturasi 4 ta — ion (geteropolyar), kovalent, molekulyar va metall bogʻlanishli Kristallar guruhiga boʻlinadi. Ion bogʻlanishlida mas, osh tuzi va b. da bir zaryadli ionlarning oʻzaro taʼsiri natijasida kristall panjaralari hosil boʻladi. Kovalent bogʻlanishlida qoʻshni atomlarning valent elektronlari umumlashib ketib ikkiyoqlama, uchyoqlama va b. bir necha karrali bogʻlanishlar hosil boʻladi. Bunga olmos, kremniy va karborund jismlar misol boʻladi. Molekulyar bogʻlanishlida molekula atomlari orasida mustahkam kovalent bogʻlanishlar mavjud boʻlib, Kristallar dagi molekulalar orasidagi bogʻlanish birmuncha kuchsizroq boʻladi. Bunga, asosan, organik birikmalar, N2, N2 va b. hamda inert gazlarning kristallik holatlari misol boʻla oladi. Metall bogʻlanishlida erkin elektronlar kristall panjaralarning barcha qismlarida elektron gaz holatida taqsimlanadi va ular musbat zaryadli tugunlardagi ionlarni maʼlum masofalarda tutib turadi. Bunga metall va intermetall birikmalari misol boʻla oladi.

Temperatura yoki bosim oʻzgarganda Kristallar strukturasi oʻzgarishi mumkin. Baʼzi Kristallar strukturasi ana shu omillarga nisbatan metastabil boʻladi. Kristallar dagi atomlar orasidagi kimyoviy bogʻlanishning turi ularning koʻpgina fizik-kimyoviy xossalarini belgilaydi. Ayrim Kristallarning qattiqligi, issiqlik hamda elektr oʻtkazuvchanligi va b. xossalaridagi farqlar ulardagi atomlarning xususiyati bilan chambarchas bogʻlikdir

Kristallarning fizik xossalari (elektr, magnit, optik, akustik, mexaniq va b.) oʻzaro bir-biriga bogʻliq boʻlib, ular kristall strukturasidan, yaʼni atomlarning joylashishi va ular orasidagi bogʻlanish kuchlariga va elektronlarning energetik taqsimoti (elektr, magnit va optik xususiyatlari)ga bogʻliq. Mac, metallarning oʻta elektr oʻtkazuvchanligi yoki dielektrik va yarimoʻtkazgichlarda elektr oʻtkazuvchanlik xossasining nisbatan pastligi elektronlarning yuqori yoki past konsentratsiyalanishi (toʻplanishi) b-n bogʻliq. Kristallarning mustahkamlik, egiluvchanlik, tovlanish, lyuminessent xususiyatlari kristall panjaralardagi nuqsonlar miqdori va turiga qarab aniqlanadi. Undan tashqari, Kristallarda simmetriya, tomonlari orasidagi burchakning katta-kichikligi, fizik va kimyoviy xossalarining har xil boʻlishi ulardagi anizotropiya va izotropiya hodisasi bilan bogʻlikdir. Kristallar tuzilishida har xil nuqsonlar — vakansiya (teshiklar), chekka dislokatsiyalar va b. uchraydi. Kristall panjaraning parallel strukturaga ega boʻlmasligi tufayli bu nuqsonlar ferromagnetik va segnetoelektritik kuzatiladi. Kristallar dagi nuqsonlar tufayli ulardan akustik, rentgen va elektromexanik toʻlqinlar sochiladi. Kristallar dagi aralashmalar adsorbsiya hodisasi tufayli uning strukturasi (yoqlari)ni buzadi.

Kristallar yarimoʻtkazgichlarda diodlar, tranzistorlar, integral sxemalar va boshqalar, yaratishda,  pyezoelektr  generatorlar, stabilizatorlar, akustooptik qurilmalar, chastotalarni oʻzgartiruvchi asboblar yaratishda, injeksion lazer kurilmalarida foydalaniladi. Metallarga ishlov berishda, ularni jilo-lashda va parmalashda oʻta qattiq Kristallar (olmos, korund va b.) dan foydalaniladi. Hoz. vaqtda yupqa, oʻta yupqa kristallik (epitoksial) qatlamlar yangi texnikada keng qoʻllanilmoqda, mas, (lazerdar, yorugʻlik oʻtkazgichlar, optoelektronika asboblari, Quyosh energiyasi elementlari, oʻta yuqori chastota (OʻYUCh) li elektronika asboblari, infraqizil (IQ) nurlarni qabul qiluvchilar, monoxromatorlar, tenzodatchiklar va h. Kristallofizika yaratilmokda. Zargarlik sanoatida sintetik Kristallar va boshqalar qoʻllaniladi. Suyuq kristallar, suyuq kristall holat, mezomorf holat — moddalarning suyuqlik (oquvchanlik) xossalari hamda qattiq kristallarning baʼzi xossalari (anizotropiya) ga ega boʻlgan oraliq holati. Suyuq kristallar hosil qilgan moddalarning molekulalari tayoqcha yoki choʻziq plastinkasimon shaklda boʻladi. Termotrop va liotrop xillarga boʻlinadi. Termotrop Suyuq kristallar — maʼlum tra oraligʻida mezomorf holatda, undan past trada qattiq kristall, yuqori trada esa oddiy suyuklik holatida boʻladi. Mac, iazoksianizol 118,27° da anizotrop boʻlib, suyuq kristallar hosil qiladi. 135,85° da esa u izotroplikni namoyon qilib, oddiy suyuqlikka aylanadi. Baʼzi moddalarning maxsus erituvchilardagi eritmasi liotrop Suyuq kristallar deyiladi. Suyuq kristallar molekulalarining tartiblanish darajasiga koʻra nematik ("azoksionizol, sintetik polipeptid eritmalari) va smektik (sovunning suvdagi eritmasi) Suyuq kristallar ga boʻlinadi. Nematik va smektik Suyuq kristallarning tashki koʻrinishini polyarizatsion mikroskop yordamida osongina ajratish mumkin. Nematik Suyuq kristallar ipsimon, smektik Suyuq kristallar konussimon, tayoqchasimon va bosqichli tuzil gan.

Suyuq kristallarning xolesterik (xolesterinning propil efiri) xili ham mavjud boʻlib, uning molekulalari birbiriga parallel joylashgan uzunchoq plastinkasimon shaklda. Xolesterik Suyuq kristallar organik suyukdiklar va qattiq kristallarning optik faolligidan bir necha marta yuqori boʻlgan optik faollikkya ega.

Baʼzi termotrop Suyuq kristallar 2 mezomorf holatda boʻlishi mumkin. Bunda strukturaviy oʻtishlar quyidagicha: qattiq^smektik—jematik—>amorfsuyuq kristall faza sxemasi boʻyicha boradi va 1 tartibli faza oʻtish sodir boʻladi.

Suyuq kristallar elastik, magnit va optik anizotroplik, yopishqoqlik, elektr oʻtkazuvchanlik va boshqa xossalarga ega.

Suyuq kristallar 1888 yilda F. Reynitser va O. Lemanlar tomonidan kashf etilgan.

2. KRISTALLOFIZIKA ASOSLARI