Маърузалар матни Тошкент 2015 Маъруза 1

Маъруза 3


1. Нанозаррачаларни ўрганиш усуллари.
Нанозаррачаларнинг физик-кимёвий хоссалари уларнинг ўлчамига (катта-кичиклигига) чамбарчас боғлиқ, бу боғланиш кимёвий ўзгаришларда асосий роль ўйнайди. Бунда, заррачалар хоссаларини сиртда ва хажмда ўрганишнинг ўзига хослиги бор.
Газ фазасида заррачалар ўлчами ва айрим хоссалари қуйидаги усуллар ёрдамида ўрганилади:
- Фотонлар ва электронлар ёрдамида ионларга айлантириб, олинадиган масс-спектрларни масс-спектрометрлар ёрдамида анализ этилади (квадруполь ёки время-пролетные масс-спектрометры)
- Майда заррачаларга ажратиб (атом пуркилаш) нейтрал кластерлар массаси орқали селекция қилинади.
- Электрон ёритиш микроскопияси; (заррачаларнинг катта-кичиклиги, шаклини аниқлаш мумкин)
- Электронларнинг дифракцияси (структура ўрганилади)
- Газларнинг адсорбцияси (сиртни катталиги аниқланади)
- Фотоэлектрон спектроскопияси (электрон структураси ўрганилади)
- Электрўтказувчанлик (ўтказувчанлик зонаси тўғрисида информация олинади).
- Рентгенография (заррача ўлчами ва ички структураси)
- ЭПР ва ЯМР (электрон структураси ўрганилади)
2. Кимёвий нанореакторлар. Металл кластерлари ва заррачаларининг юқори фаоллиги, юқорида айтилганидек сиртдаги боғланишларнинг тўлиқ компенсация бўлмаганлигига боғлиқ. Шунинг учун нанокимёда заррачаларни стабиллаш муаммоси келиб чиқади. Чунки, заррачаларни олиш жараёнида уларнинг ўлчами маълум даражада бўлиб, умуман иложи борича монодисперсликка яқин заррачалар олиниши керак. (Коллоид кимёда хам бир муаммо бор, чунки дисперс фаза заррачаларининг сиртида компенсацияга учрамаган боғланишлар бор бўлганлиги сабабли, чегара сиртда эркин энергия тўпланиб, системани термодинамик жихатдан номувозанатлик холатга олиб келади. Бу эса дисперс системаларда сирт ходисаларининг келиб чиқиши ва уларнинг амалга ошиши орқали намоён бўлади).
Дастлабки заррачаларни реакция махсулотига ўтиши учун, улар потенциал тўсиқни (барьерни) енгиб чиқиши керак (яъни активлаш энергияси берилиши керак). Потенциал тўсиқнинг борлиги, атом, ион, молекула, радикални энергетик жихатдан озми-кўпми барқарор эканлигини кўрсатади. Реакцияга киришадиган заррачаларни қайта тузилиши учун алохида химиявий боғланишларни (боғларни) узиш ёки заифлашга энергия сарф этиш керак.
М+L схемада кўп омиллик кетма-кет-параллел амалга ошадиган рақобатли жараёнлар берилган. Уларнинг активлаш энергияси Е=0. Схемадаги хар бир хосила (хосил бўлган бирикма) ни ўзига хос илк холат деб билиб, нанореактор деб қабул қилиш мумкин.
Газ фазасида худди шундай реакциялар амалга ошади ва атом сонларининг кўпайиши билан металлик ядро шаклланиб, у компакт металлни хоссасини ташувчисидир. Мухит билан таъсирлашиш, яъни химиявий хоссаларини аниқлашда, сирт атомларнинг хиссаси жуда катта бўлади.
М+L схемаси орқали олинадиган системалар номувозанат холатда бўлади. Аррениус қонуни бўйича, харорат пасайиши билан реакциянинг тезлиги камаяди. Бундан заррачаларни хамда уларни лиганд билан берган махсулотларини стабиллаш учун қуйи хароратларни қўллаш зарурлиги келиб чиқади. Заррача қанча фаол бўлса, кўрсатилган мақсадга ишлатиладиган харорат шунча паст бўлиши керак. Демак, паст ва ўта паст хароратларда биз реал нанокимё билан иш тутамиз.
Қуйидаги схемада заррачалар ўлчамининг турли хароратларда уларнинг химиявий фаоллигига таъсири кўрсатилган. Энг кичик заррачалар энг юқори фаолликка эга. Конденсация жараёнида, агар у агрегация орқали мураккаблашмаган бўлса, металл атомлари ва кичик кластерлар молекуляр комплекслар хосил қилиши мумкин, хатто ўта паст хароратларда кимёвий реакцияга киришишлари мумкин. Бунда димерларнинг фаоллиги атомларнинг фаоллигига қараганда кучлироқ бўлади.