Kordinatsion prinsip va uning metal va metal qotishmalarining shakllanishidagi roli

MA’RUZA-9
KORDINATSION PRINSIP VA UNING METAL VA METAL QOTISHMALARINING SHAKLLANISHIDAGI ROLI.
Mavzu rejasi
1. Metall va metall qotishmalarining kristallo-kimyosini tasniflanish prinsiplari.
2. Tasniflanish asoslari va belgilari.
3. Koordinatsion prinsip va uning metall va metall qotishmalarining shakllanishidagi roli.
4. Koordinatsion son va atomlarning radiuslari orasidagi bog‘liqlik.
Yer qobig‘ida kam uchraydigan elementlarning ko‘pchiligi tabiatda sodir bo‘ladigan geokimyoviy protsesslar ta’siri ostida mineral moddalarning ruda konlari deb ataladigan juda boy uyumlarini hosil qiladi. Agar mana shu sanoat uchun nihoyatda qimmatli metallarni qazib olish foydali bo‘lgan konlarini vujudga keltiruvchi o‘sha geokimyoviy protsesslari bo‘lmaganida, texnika va madaniy xozir shunchalik katta taraqqiyotga erisha olmasdi. Unda juda ko‘p minerallarni jinslardan laboratoriya sharoitlarida ajratib olinib, ularni juda ham qimmatli metallar deb hisoblanar edi. Vanadiy, seziy, galliy kabi metallar klarkining simob, vismut, kumush, oltin va boshqa elementlarining klarkidan bir necha martta ortiq ekanligi juda ham xarakterlidir. Birok ular juda ko‘p qimmatli xususiyatlarga ega bo‘lishiga qaramasdan, kishilarning xayotiy turmushida qo‘llanilmagan, chunki ularning sanoat- bob miqdorda to‘plangan konlari tabiatda nihoyatda kam uchraydi.
Og‘ir metallarning tabiiy birikmalari asosan bir muncha sodda birikmalardir. Shu elementlarning bir qismi (Fe, Mn, Sn, Cr, W, Nb, Ta, Th, U) ko‘prok kislorodli birikmalar bo‘lib, tarqalgan holda boshqa ko‘p elementlar (Fe, Ni, Co, Zn, Cu, Rb, Mo, Be, Ag va boshqalar) asosan oltingugurtli, margemushli va surmali birimalar uyumlari bo‘lib topiladi.
Er kobog‘ida kimyoviy elementlarning tarqalishida atom klarklari bilan o‘zi ishtirok etadigan minerallarning soni orasida P.P. Fillipenko ko‘rsatishicha, ba’zi to‘g‘ri (simbat) bog‘lanish bor bo‘lib, ayrim elementlargina bundan mustasnodir.
Bu ko‘prok kichik atom og‘irligiga ega bo‘lgan elementlar uchun hosdir.

Element	Atom klarki	Minerallar-ning soni	Element	Atom klarki	Minerallarni soni
O	53,39	1221	Fe	1,31	170
H	17,25	798	K	1,05	43
Si	16,11	377	C	0,51	194
Al	4,80	268	Ti	0,22	30
Na	1,82	100	Cl	0,10	67
Mg	1,72	105	F	0,07	50
Ca	1,41	194

Juda ko‘p og‘ir metallar bunday bog‘lanishni borligi bilinmaydi. Masalan, yer qobig‘idagi atom klarki selen klarkiga qaraganda taxminan 100 marta kam bo‘lgan tellur tabiiy sharoitlarda 40ga yaqin alohida minerallar hosil qiladi, ayni bir vaqtda selenning hammasi bo‘lib 28 minerali ma’lum, u ham bo‘lsa asosan oltingugurt bilan assotsiatsiyada uchraydi. Qo‘rg‘oshin klarkiga qaraganda atom klarki 50 martta ortiq bo‘lgan ruxning 26 mineralini bilganimiz holda qo‘rg‘oshinniki 130ga yaqin.
Kimyoviy elementlarning Mendeleev davriy sistemasida belgilab quyilgan va o‘sha elementlarning ion tuzilishi bilan bog‘liq bo‘lgan kimyoviy xususiyatiga muvofikdir. Xususiyati bir hil, ion tuzilishi bilan katta-kichikligi o‘xshash, lekin eritma yoki erib to‘lgan qotishmadagi konsentratsiyasi har hil bo‘lgan kimyoviy elementlar uchun kristallanish paytida konsentratsiyasi ko‘prok bo‘lgan elementning asosiy strukturani hosil qilishi, konsentratsiyasi kamroq bo‘lgan elementning shu strukturaga erigandek bo‘lib kirishi mutlako tabiiydir. Mana shu element ionlarining tuzilishi va katta kichikligi bilan o‘ziga o‘xshab ketadigan boshqa element bo‘lmagan muxitda har qancha kam miqdorda bo‘lsa ham kristallanish paytida o‘zicha alohida birikma hosil qilishi kerak.
Ikki valentli margenetsning asosiy massasi minerallar tarkibiga ikki valentli temir bilan kalsiyga izomorf aralashma bo‘lib kirgan bir paytda, to‘rt valentli marganetsning doimo alohida birikma hosil qilishi juda ham yaqqol ko‘rinadi. Rubidiy,skandiy,gafniy,indiy, reniy
kabi kichik atom klarklariga ega bo‘lgan va boshqa elementlarning tabiatda mutlako alohida minerallar hosil kilmay, boshqa elementlarga izomorf aralashma sifatida bo‘lib, tarqoq holatda topilishi ham shu bilan tushintiriladi. Bu ko‘prok ancha keng tarqalgan selen, vanadiy, seziy, kadmiy kabi elementlarga ham taalluqlidir.
Atomning koordinatsion soni deb, ushbu atomning qo‘shni atomlar soniga aytiladi. Ionning koordinatsion soni haqida gap ketganda. uni o‘rab to‘rgan qarama-qarshi zaryadli ionlar soni tushuniladi. Agar bu qo‘shni atom yoki ionlarni bir-biri bilan to‘g‘ri chiziqlar bilan birlashtirilsa, umumiy holda ko‘p qirrali koordinatsion shakl hosil bo‘ladi. Atom yoki ionning koordinatsion sonini aniqlashda yuqori simmetrik strukturalarda ushbu atom yoki ionlar ko‘p qirrali koordinatsion shakl markazida joylashtiriladi, qirralarida esa koordinirlangan atom yoki ionlar joylashadi.
Rux aldamasi - ZnS strukturasida qo‘shni atomlar soni to‘rtga tengdir. Har bir Zn atomi to‘rtta S atomi bilan, har bir S atomi tutta Zn atomi bilan o‘ralgandir. Bu strukturada qo‘shni atomlar tetraedrlar uchlarida joylashadi.
Osh to‘zi - NaCl strukturasida koordinatsion son 6 ga teng. Har bir Na ioni 6 ta Cl ionlari bilan o‘ralgan bo‘lib, oktaedr uchlarida joylashgan bo‘ladi, Harbir Cl ioni 6 ta Na ionlari bilan o‘ ralgan bo‘ladi. Xuddi shunday strukturaga NiAs egadir, ya’ni koordinatsion soni 6 ga tengdir. Ammo ko‘p qirrali koordinatsion shakl bu atomlarda har hil - nikel atomi uchun oktaedr va mishyak atomi uchun uch qirrali prizmani tashkil etadi.
CsCl strukturasining koordinatsion soni 8 ga teng. Ionni o‘rab to‘rgan karama-qarshi zaryadli ionlar kub qirralarida joylashadi. Xuddi shunday strukturaga Fe egadir.
Misning strukturasida har bir atomning koordinatsion soni 12 ga teng. Ko‘p qirrali koordinatsion shakli - kuboktaedr. Shuningdek, magniy strukturasining koordinatsion soni 12ga teng. U xuddi kuboktaedr kabi qirralararo burchakli ikkita trigonal dipiramida va pinakoid kombinatsiyasiga ega.

Mavzuga oid tayanch so‘zlar va iboralar.

Atom klarklari - yer qobig‘ida kimyoviy elementlarning tarqalishida atom klarklari bilan o‘zi ishtirok etadigan minerallarning soni orasida P.P. Fillipenko ko‘rsatishicha, ba’zi to‘g‘ri (simbat) bog‘lanish bor bo‘lib, ayrim elementlargina bundan mustasnodir.
Og‘ir metallarning tabiiy birikmalari - Og‘ir metallarning ta-biiy birikmalari asosan bir muncha sodda birikmalardir. Shu element-larning bir qismi (Fe,Mn,Sn,Cr,W, Nb, Ta, Th, U) ko‘prok kislorodli birikmalar bo‘lib, tarqalgan holda boshqa ko‘p elementlar (Fe, Ni, Co,Zn,Cu, Rb, Mo, Be, Ag va boshqalar) asosan oltingugurtli, margumush-li va surmali birikmalar uyumlari bo‘lib topiladi.
Atomning koorjinatsion soni - atomning qo‘shni atomlar soniga aytiladi. Ionning koordinatsion soni haqida gap ketganda, uni o‘rab turgan qarama-qarshi zaryadli ionlar soni tushuniladi. Agar bu qo‘shni atom yoki ionlarni bir-biri bilan to‘g‘ri chiziqlar bilan birlashtirilsa, umumiy holda ko‘p qirrali koordinatsion shakl hosil bo‘ladi.
Rux aldamasi - ZnS strukturasida qo‘shni atomlar soni to‘rtga tengdir. Har bir Zn atomi to‘rtta S atomi bilan, har bir S atomi tutta Zn atomi bilan uralgandir. Bu strukturada qo‘shni atomlar tetraedrlar uchlarida joylashadi.
Osh to‘zi - NaCl strukturasida koordinatsion son 6 ga teng. Har bir Na ioni 6 ta Cl ionlari bilan o‘ralgan bo‘lib, oktaedr uchlarida joylashgan bo‘ladi.

Nazorat uchun savollar.

1. Metall va metall qotishmalarining kristallokimyosini tasnif-lanish prinsiplari.
2. Koordinatsion prinsip va uning metall va metall qotishmalari-ning shakllanishdagi roli.
3. Koordinatsion soni va atomlarning radiuslari orasidagi bog‘-liklik.
4. Atom koordinatsion soniga tushuncha.
5. Og‘ir metallarning tabiiy birikmalari.