адарлаушы зара серлесу.

исперсиялы зара серлесу.

арапайым мысал ретінде 1.1-суретте крсетілген екі гелий атомыны зара серлесуін аламыз. Гелий атомыны электронды тыыздыы сфералы симметриялы, соны нтижесінде оны электрлік моменті нлге те. Біра, бл тек ана атомны орташа электрлік моменті нлге те дегенді білдіреді. Уаытты рбір мезетінде электрондар кеістікті андай да бір белгілі нктелерінде те тез згеріп отыратын лездік электрлік дипольдерді тудырады. Екі гелий атомы жаындасанда электрондар озалысында корреляция (келісушілік) орнайды, ол зара серлесуші кштерді пайда болуына алып келеді. Бл кштер екі жатылы сипатта болады. Егер электрондар озалысы 1.1 а –суретте крсетілгендей болса, онда лездік дипольдар арасында тартылыс, ал 1.1 б - суреттегідей болса, онда атомдар арасында тебіліс пайда болады. 1.1 а-суреттегідей конфигурация іске асанда жйе энергиясы кемиді, оны ытималдылыы жоары жне жиі кездеседі. Бл гелий атомдарын байланыстыратын траты тартылыс кштеріні болатынын крсетеді. Электрондарды осындай келісілген озалысы нтижесінде пайда болатын байланыс кштері дисперсиялы кштер деп аталады. Оларды е алаш рет 1930 жылы Лондон есептеді.

 

а) б)

 

1.1 - сурет

 

Есептеулер кезінде келесі модель негіз ретінде алынды: бір атомны лездік моментіні серінен екінші атом поляризацияланады жне онда тартылыс болатындай дипольдарды орналасуы пайда болады (1.1 а-сурет). Есептеулер блшектерді дисперсиялы зара серлесу энергиясын анытайтын тедеуді алуа ммкіндік берді:

(1.2)

мндаы — блшектерді поляризациялануы; - оларды озу энергиясы; — ара ашытытары.

адарлаушы зара серлесу.

Егер молекулаларды траты дипольдік моменті , яни полярлы болса, онда оларды арасында молекулаларды ата тртіппен орналастыруа тырысатын электростатикалы зара серлесулер (1.2 –сурет) пайда болады. Бл кезде жйе энергиясы кемиді. Молекулаларды дрыс орналасуын жылулы озалыс бзады. Сондытан, молекулаларды баытталып орналасуын анытайтын жйе энергиясы температураа кшті туелді болады. Молекулаларды толыымен баытталып орналасуы болатын тмен температураларда зара серлесу энергиясы мына атынаспен аныталады:

(1.3)

мндаы - молекулаларды ара ашытытары, — диэлектрлік траты.

Жоары температуралардаы дипольдік молекулаларды зара серлесулері Кеезом крсеткендей мына тедеумен аныталады:

(1.4)

 

1.2 – сурет 1.3 – сурет

 

арастыран зара серлесу баытталушы (ориентациялы) деп аталады.

Индукциялы зара серлесу.

Поляризациялануы жоары болатын полярлы молекулаларда кршілес молекулаларды траты рістеріні серінен индукциялы моменттер пайда болуы ммкін (1.3-суретте зік сызытармен индукцияланан диполдар крсетілген). Бірінші жне екінші молекулаларды дипольдері арасында пайда болан зара тартылыс энергиясы Дебай крсеткендей температураа байланысты болмайды жне мына атынаспен аныталады:

(1.5)

 

мндаы М — молекулаларды траты дипольдік моменті, — оларды поляризациялануы.

Осындай зара серлесу индукциялы немесе деформациялы деп аталады.

Жалпы аланда, екі молекула бір-біріне жаындаанда барлы ш трлі байланысты пайда болуы ммкін, жне зара серлесу энергиясы дисперсиялы , бадарлаушы жне индукциялы зара серлесулер энергияларыны осындысына те болады:

1.1 - кесте

Заттар зара серлесулер трлері
дисперсиялы индукциялы Бадарлаушы
Су
Аммиак
Хлорлы сутек
Кміртек окисі    

 

1.1- кестеде cу, аммиак, хлорлы сутек, кміртек окисі шін осы байланыс энергияларыны рбіреуіні салыстырмалы пайызды млшері берілген.

1.1- кестеден барлы заттарды байланыс энергияларыны ішінде индукциялы зара серлесу энергиясыны аз екендігі крініп тр. Полярлы молекулалалы заттарды бай ланыс энергияларыны 3/4 немесе 1/2 блігі ата (жесткии) дипольдерді баытталып зара серлесу энергиясынан трады. Ал полярлы емес молекулалы заттарды байланыс энергиялары толыымен дисперсиялы зара серлесу энергиясы болып табылады деп айтуа болады.

1.2 – кесте

Неон ........................1,9 Оттегі ............................8,2
Аргон ........................8,4 Кміртек окисі ............................8,4
Азот ........................6,6 Метан ............................10,8

 

1.2 - кестеде кейбір молекулалы кристалдарды Ван-дер-Ваальс кштері серінен пайда болан байланыс энергияларыны мндері келтірілген.

 

3)рылымына байланысты атты денелеріні топтастыру

атты денені кпшілігіні рылымы кристалды болып табылады, ол дегеніміз атомны орналасуы симметриялы асиетке ие: трансляционды, баытталан симметрия жне баса симметриялы болып келеді.Трансляционды симметрия деп, атомдарды кристалды торымен сйкес келіп, х,у,z осі бойынша белгілі ашытыа жылжуы.Баытталан симметрия деп кристалды торды атомдары з осінен 90,60,120 градуса айналан кезде сйкес келетін симметрия. Кристалды симметрияны баса да трлері бар:

- инверсия нктесі деп кристал х,у,z координатасынан - х,-у,-z координатасына ауысанда сйкес келетін нкте.

- шаылу жазытыы деп кристалды атомдары сол жазытыа атысты, винттік оське жне сыранау осіне атысты шаылуы.

.Кптеген металдар, жартылайткізгіштер жне диэлектриктер кристалды рылымны трт тріні біреуіне сйкес болады. Олар: кубты, клемді центрленген, кубты ыры центрленген, гексагоналды тыыз ныыздалан, алмаз тектес тор. Бл рылымдар 8-суретте крсетілген. (a,б,в,г)

Алмаз тектес тор екі кубты ыры центрленген торлардан ралан, оларды біреуі екіншісіне атысты лкен диагоналды трттен бір блігіне жылжыан. 1-кестеде атты денені кристалды рылымыны мысалы келтірілген.

Торларды типі Коорд. сан Тйінаралы клем Металдар Диэлектриктр Жткізгітер
ОЦК (8а) Nb Mo W AgMg CuPt CsCl TlCl  
ГЦК (8б) Rh Pd Ir Pt NaClMgO  
ГПУ (8в) TcRn Re Os   ZnOCdS
Алмаз (8г) Zn Se CuFCuCl C SI GeInSb

 

Кристалды торды негізгі типтері: 1.Клемдік кубты центрілген (ОЦК)(1.2а сур), атомдар кубты тбелері мен центрлерінде орналасады (V, W, Ti, ) 2.ырлы кубты центрілген (ГЦК) (1.2 б сур),атомдар кубты тбелері мен р 6 ырды центрінде орналасады.(Ag, Au, ) 3.Гексагональды, оны негізінде алты брыш жатыр: арапайым – атомдар яшыты тбелерінде жне 2 негіздемелеріні центрлерінде орналасады (графит тріндегі кміртегі) тыыз орналасан (ГПУ) – ортаы жазытыта 3 осымша атом болады. Ср.1.2.Кристалды торды негізгі трі: а- клемдік кубты центрілген; б- ырлы кубты центрілген; в- гексагональды тыыз орналасан

 

 

4)Ленард-Джонс потенциалы жне оны шыарылуы

Молекулалар арасындаы серлесуді потенциалы. Кіші ашытытарда молекулалар арасында тебу кштері орын алады. Тебу молекулаларды белгілі бір клем иеленетіндігіні, бл клемге баса молекулаларды енуіне жол берілмейтіндігіні нтижеси болып табылады. Бл тебу кштери молекулаларды лшемдеріндей аралытарда орын алады.

Потенциал энергияны r ашытыа байланысты згерісі суретте крсетілген. r > r0 ашытытарында молекулалар арасында тартылыс кштері сер етеді, ал r < r0 ашытытарда тебу кші орын алады. Еn(r) шін дл мінездеме тек ана айын молекула шін берілуі ммкін. Барлы молекулалар шін Еn(r) ге универсал формула жо. детте Еn(r) функциясы тмендегі формула кмегімен аппрокцияланады:

 

Молекулалы зара серлесу потенциалы.

Еn(r) = а1/rn - а2/rm.

Бул формуладаы а1, а2, n жне m реал потенциал шін алынады. Зерттеулер кптеген жадайларда n = 12, m = 6, айын атомдар шін алынан а1 мен а2 -лерде анааттанарлы нтиже алынатынын крсетеди, яни

Еn(r) = 4e0 [(s/r)12 - (s/r6)] . (24-5)

Сйытар жне газдар теориясында кеінен олданылатыны, бл потенциал Леннард-Джонс потенциалы деп аталады.

Ван-дер-Ваальс кші тмендегі формуламен беріледі:

(r) ~ 1/r7

Яни бл кш ашытыа байланысты те тез кемиди. Сйкес потенциал

Еn(r) ~ 1/r6.

Демек, Ван-дер-Ваальс кштери заряд алмасу толы болмайтын жадайларда пайда болады.