|
Savollar
1.
Metallar necha gruppaga bo‘linadi?
2.
Korametallarniayting?
3.
Ranglimetallarniayting?
4.
Metallarnixossalariniayting?
5.
Metallarningta’rifiniayting?
6.
Metallarniuzgarishinitushuntiring?
7.
Kristall panjara deb nimaga aytiladi?
8.
Kristallografiktekisliknitushuntiring?
9.
Bog‘lanishlar necha xil bo‘ladi?
3-MAVZU. METALLARNING KRISTALLANISHI. METALL
ALLOTROPIK SHAKL O‘ZGARISHLARI
Reja:
27
1. Metallarning kristallanish jarayoni.
2. Metallarni ikkilamchi kristallanishi.
3. Metallarning allotropik shakl o‘zgarishlari.
Kristall panjaralarning tuzilishi. Kristall va amorf qattiq jismlar bo‘laadi.
Kristall
jismlar
qidirilganda
ma’lum
temperaturagacha
(suyuqlanish
temperaturasigacha) qattiqligicha qoladi. Amorf jismlar qizdirilganda katta
temperatura oralig‘ida yumshaydi; avval ular qovushqoq bo‘lib, so‘ngra suyuq
holatga o‘tadi.
Barcha metallar va ularning qotishmalari kristall jismlardir. Noshaffoflik,
yaltiroqlik, yaxshi elektr va issiqlik o‘tkazuvchanlik, plastiklik, shuningdek
ko‘pgina metallar uchun payvandlanish xususiyati kabi xarakterli belgilar deb
ataladi. Bundan 200 yil avval ulug‘ rus olimi M.V.Lomonosov tomonidan
metallarga berilgan quyidagi ta’rif o‘zining tashqi, valentli elektronlarini berish
ularga xos xususiyatdir. Bu metall atomlarida tashqi elektronlar uning yadrosi bilan
mustahkam bog‘langani holda metalmas elementlarda bunday elektronlar ko‘p (5-8
ta) bo‘ladi.
Ximiyaviy toza metall elementlari (masalan, temir, mis, alyuminiy va
boshqalar) ancha murakkab moddalar hosil qilishi mumkin. Ularning tarkibiga bir
necha metall-elementlar, ko‘pincha sezilarli darajada metalmas-elementlar kirishi
mumkin. Bunday moddalar metall qotishmalari deb ataladi. Qotishma hosil
qiluvchi elementlar kosponentlar deb ataladi.
Metallarning kristall strukturasini bayon qilish uchun kristall panjara
tushunchasidan foydalaniladi. Kristall panjara bu xayoliy fazoviy tur bo‘lib, uning
tugunlarida metall hosil qiluvchi atomlar (ionlar) joylashadi. Amorf jismlarda
(oyna, plastmassalar) esa kristall jismlarda farqli ravishda atomlar fazoda betartib,
xaotik tarzda joylashgan.
28
1.6
– rasm. YOqlari markazlashgan kub elementar yacheykaning tassviri: a – qattiq
sferalardan tashkil topgan yakka yacheyka; b – yakka yacheykaning kristall
panjaradagi modeli; v – juda ko‘p atomlardan tashkil topgan kristall xajmi
Metallda kristall panjara quyidagicha shakllangan. Metall suyuq holatdan
qattiq holatga o‘tayotgan atomlar orasidagi masofa qisqaradi, ularning o‘zaro ta’sir
kuchi esa ortadi. Atomlarning o‘zaro ta’sirlashish xarakteri ularning tashqi elektron
qobiqlarining tuzilishi bilan aniqlanadi. Atomlar yaqinlashganda bu atomning
musbat zaryadlangan yadrosiga o‘tishi va hakozo natijasida tashqi qobiqda
joylashgan elektronlarning o‘z atomga tegishli bo‘lmagan erkin elektronlar hosil
bo‘la boshlaydi. Shunday qilib, qattiq holatdagi metall erkin elektronlar bilan
qurshab olingan musbat zaryadlangan ionlardan tashkil topgan strukturadan iborat
bo‘ladi.
Metallarga bog‘lanish elektrostatik kuchlar bilan amalga oshiriladi. Ionlar
va erkin elektronlar o‘rtasida elektrostatik tortishish kuchlari hosil bo‘ladi, bu
kuchlar ionlarni to‘plab turadi. Metall zarralari orasidagi bunday bog‘lanish metall
bog‘lanish deyiladi.
7
7
William F.Smith Foundations of materials science and engineyering, 2013.40-50
29
Metallardagi bog‘lanish kuchlari ionlar bilan elektronlar orasidagi o‘zaro
itarish va tortilish kuchlari bilan belgilanadi. Ionlar bir-biridan shunday masofada
turadiki, bunda o‘zaro ta’sir etuvchi potensial energiya miqdori minimal bo‘ladi.
Metallda ionlar ma’lum tartibda joylashib, kristall panjara hosil qiladi. Ionlarning
bunday joylashishi ularning valentli elektronlar bilan o‘zaro ta’siri hisobiga
ta’minlanadi. Valentli elektronlar ionlarni kristall panjarada ushlab turadi.
Eng asosiy metallar (taxminan 90 foiz), uch zich billur tuzilmalar kirib katılaşma
ustiga sulfid: tana-markazli (BCC) (Fig 3.3a.), Yuzi-markazli (FCC) kub (Fig
3.3b.) Kub, va olti burchakli yopiq qadoqlangan (HCP) (Fig. 3.3c). HCP tuzilishi
shakl oddiy olti burchakli kristall strukturasi bir zichroq o'zgartirish hisoblanadi.
3.2. atomlar bir-biri bilan yanada yaqinroq mahkam birlashadi va rishta bo'lib,
energiya ozod etiladi, chunki eng metallar bu qalin-qadoqlangan tuzilmalarida
sulfid. Shunday qilib, zich qadoqlangan tuzilmalar pastki va yanada barqaror
energiya kelishuvlar mavjud.
8
Most elemental metals (about 90 percent) crystallize upon solidification into three
densely packed crystal structures: body-centered cubic (BCC) (Fig. 3.3a), face-centered
cubic (FCC) (Fig.
3.3b),
and hexagonal close-packed (HCP) (Fig. 3.3c). The HCP
structure is a denser modification of the simple hexagonal crystal structure shown in Fig.
3.2. Most metals crystallize in these dense-packed structures because energy is released as
the atoms come closer together and bond more tightly with each other. Thus, the densely
packed structures are in lower and more stable energy arrangements.
Turli metallarda kristall panjaralarning turi har xil bo‘ladi. Hajmiy
markazlashgan kub (HMK)-mα =Fe, Cr, W, yoqlari markazlashgan kub (YOMK)-
γ=Fe, Al, Cu va atomlari zich joylashgan geksagonal (3JG)-Mg, Zn va hokazo
shaklda panjaralar ko‘p tarqalgan. Istalgan hajmdagi metallning atom tuzilishi
haqida tushuncha hosil qilishga imkon beruvchi eng kichik hajmdagi kristall
elementlar kristall yacheyka deyiladi. (1-rasm). Kristall panjara panjara
parametrlari, masalan, kub qirrasi uzunligi bilan harakterlanadi. HMK va ZGJ lar
8
William F.Smith Foundations of materials science and engineyering, 2013. P 87
30
uchun kub qirrasi turli metallar uchun 2,8...6·10-8 sm.
Kristal Shakli metallar birligi atom ionlar juda kichik hajmili 3,3 sm ga
tengligini takidlab o‘tish lozim. Xona haroratida masalan, tana-markazli kub temir
birligi hujayra, Kub tomoni 0.287 X davrning 1-choragida ~ 9 mm, yoki 0.287
nanometr (nm) tengdir. Shuning uchun, sof temir birligi hujayralari bor 1 mm,
yonma-yon tizilgan.
Keling, endi batafsil uch panjarali kristalli tuzilishi birligi atomlarning
hujayralarida tartibni ko'rib chiqamiz. Taxminiy bo'lsada, biz sohalarda qattiq
bo'lishi bu kiristall tuzilmalar atom ko'rib chiqadi.
1-rasm
9
Kiristall tuzilmalar atomlarning (interatomic masofa) masofa orasidagi Masalan
X-o‘qi misolida joylashuvini qiyosiy taxlil qilinsa 3 tomonidan eksperimental
aniqlash mumkin, 20 ° C da sof alyuminiy bir parcha, ikkinchi alyuminiy atomlari
orasidagi masofa interatomic 0,2862 bo'ladi nm. alyuminiy metall davriy
aluminum atom radiusi yarim interatomic masofa, yoki 0.143 nm bo'lishi taxmin
qilinadi. Tanlangan metallar atom radiusi jadvallarda 3,4 3,2 ro'yxatda
keltirilgan.
10
Let us now examine in detail the arrangement of the atoms in the three princi
Do'stlaringiz bilan baham: | 
