Жексенбі Мөлдір фкс мөЖ 1 Тақырыбы: Жазық торлар үшін Бриллюэн зоналарын салу әдісі қандай?
жүктеу/скачать 82,7 Kb.
|
8 4-апта МӨЖ-1 Жексенбі Мөлдір ФКС 7М01502
Қоспа атомы. Атомдардың бірі қоспа атомы болуы мүмкін (4,4-сур), мұндай жағдайда да ақау түзіледі және ол орнын басатын қоспа атомы деп аталынады. Қоспалы атом қалай да еніп түйінарасына орналаса алады (4,5-сур. қара), мұндай ақау енгізілген қоспа атомы деп аталады.
Кристалл атомдарынан валенттілігімен ерекшеленетін қоспа атомдары вакансиялардың пайда болуын негіздейді, мысалы KCl кристаллы жалпы жағдайда нейтральді болатындай етіп оған Ca қоссақ. Бұл жағдайда екі валентті кальцидің атомы калийдің бір атомының орнын алады, ал калий атомы болу керек орын бос болады (4,6-сур. (6) қара). Нүктелік ақаудың энергиясы және оның пайда болу ықтималдығы. Нүктелік ақау мен ақаулардың түзілу энергиясы EV тығыз байланысты. Вакансия кезінде бұл энергия атомды кристаллдың бетіне шығарып тастау үшін қажет, ал енгізген атом кезінде бұл энергия атомның кристалл бетінен түйінаралық орынға жылжуы үшін қажет. Тәртіп бойынша, оның мәні шамамен 1 эВ құрады. Нүктелік ақаудың түзілуінің ықтималдығы Больцман теңдеуі арқылы шығарылады: (2) Осы теңдеумен шығарылатын P ықтималдығы EV=1эВ және Т=10000К, болғанда мынаған тең Френкель бойынша ақау кезінде, ақаулар жұбын түзу үшін (вакансия мен түйінаралық атом), саны жағынан атомды кристалл бетіне шығарып тастауға, сосын атомды кристалл бетінен түйінаралық орынға жылжытуға қажет энергияға тең энергия EFr керек. Осындай ақаулар санының мына теңдеу арқылы есептелетіндігін көрсетуге болады: (3) мұнда ;NA және NM сәйкесінше кристалдағы түйіндер мен түйінаралықтардың саны. 3. Браве торының симметриясы нүктелік түрленулерге қатысты сингония немесе кристалды жүйе деп аталады. Түрлі сингонияны сипаттайтын симметрияның барлығы 7 тобы бар , яғни 7 түрлі топтың әрқайсысында нақты бір Бравэ торының симметрияның барлық нүктелік түрленулері болады. Кристалл трансляциялық симметриясын толықтай анықтайтын Бравэ торымен ғана емес, сонымен қатар базиспен, яғни примитивті ұяшықтың түзілуімен (примитивті ұяшықты құратын атомдардың типтері мен келісімді орналасуы) де сипатталады. Бравэ торының әр түйініне бір атом сәйкес келетін, қарапайым кристалл симметриясы Бравэ торының сингониясымен сәйкес келеді. Ал күрделі кристалға келетін болсақ, онда оның нүктелік симметриясы Бравэ торының симметриясынан жоғары бола алмайды. Осылайша, жалпы жағдайда кристалдың нүктелік симметриясының тобы оның Бравэ торының (сингония) симметрия тобының топшалары болып келеді. Осындай топшаларды, яғни трансляциялық симметриямен сәйкес келетін нүктелік симметрия тобы 32 – ге жетеді. Мысалы, Oh кубының симметрия тобының (кубты сингония) бес топшасы бар, оның ішінде біз қарастырған үш топтар да бар: Oh, O, Td. Нүктелік түрленулер мен трансляциялар кристалдық тор симметриясының түрлену жиынын жояды (олар Бравэ торының симметриясының түрленуін де жояды). Кристалдық торлардың қосымша симметрия элементтері де бола береді: n-ші ретті бұрандалы өстер. Сәйкес түрленулер бұрыштарға бұрылуға және дәл осы оспен pa/n арақашықтығына жеткізілуіне негізделген. Мұнда p=1,2,...,n–1; a — нақ осы осьтегі ең аз период. Айналы сырғу жазықтығы. Сәйкес түрленулер ось бойымен жүретін трансляцияның нақ сол жазықтықта a/2 арақашықтықта жататын осы жазықтыққа шағылысуына негізделген. Кристалдың кеңістікті симметрия тобы кристалдық тордың симметриясының барлық түрленулерін қамтиды: трансляция, нүктелік түрленулер, бұрандалы өстер мен айналы сырғу жазықтығына байланысты түрленулер (кристалдық тордың симметриясының басқа түрленулері болмайтындығын көрсетуге болады). Симметрияның барлық кеңістікті топтары XIX ғасырдың аяғында Е.С.Федоровпен табылған. Олардың саны 230. 4. Шоткий ақауы мен Френкель ақауының басты айырмашылығы - Шотткий ақауы кристалдың тығыздығын төмендетеді, ал Френкель ақауы кристалдың тығыздығына әсер етпейді. Жоғарыда келтірілген негізгі айырмашылықтан басқа, Шоттк ақауы мен Френкель ақауының тағы бір маңызды айырмашылығы - Шотткий ақауы кристалдың массасының төмендеуіне әкеледі, ал Френкель ақауы кристалдың массасына әсер етпейді. Кристалл торы термині кристалл атомдарының симметриялы орналасуын сипаттайды. Шоткий ақауы мен Френкель ақауы - кристалдық торда пайда болатын нүктелік ақаулардың екі түрі. Нүктелік ақау - бұл кристалдық тордан атомның жоғалуына байланысты пайда болатын бос нүкте. Бұл ақаулар кристалдық торлардың біркелкі еместігін тудырады. Шоткий ақауы - кристалдық тордың стехиометриялық бірліктерінде атомның жоғалуына байланысты пайда болатын нүктелік ақаудың түрі. Бұл нүкте ақауы ғалым Уолтер Х.Шотткийдің атымен аталған. Біз бұл ақауды иондық немесе иондық емес кристалдарда байқай аламыз. Бұл ақау құрылыс блогы кристалдық тордан шыққан кезде пайда болады. Тор атомды жоғалтса да, бұл тордың заряд теңгеріміне әсер етпейді, себебі атомдар тордың стехиометриялық бірлігін қалдырады. Стехиометриялық қондырғыда тең пропорцияда қарама -қарсы зарядталған атомдар бар. Бұл ақау пайда болған кезде ол кристалдық тордың тығыздығын төмендетеді. Нүктелік ақаулардың бұл түрі иондық қосылыстарда жиі кездеседі. Ол иондық емес кристалдарда пайда болғанда, біз оны бос орын ақауы деп атаймыз. Көбінесе бұл ақаулық мөлшері бірдей атомдары бар кристалдық торларда болады. Мысалы: NaCl торы, KBr торы және т.б. Френкель ақауы дегеніміз не? Френкель ақауы - ақау кристалдық тордан атомның немесе ұсақ ионның жоғалуына байланысты пайда болатын нүктелік ақаудың бір түрі. Бұл жоғалту торда бос нүктені тудырады. Бұл ақаудың синонимдері - Френкель бұзылуы мен Френкель жұбы. Ақау ғалым Яков Френкельдің атымен аталған. Егер кристалдық тордан кішкене ион шықса, бұл катион (оң зарядталған ион). Бұл ион бос нүктеге жақын жерде орналасқан. Сондықтан бұл ақау кристалдық тордың тығыздығына әсер етпейді. Себебі атом немесе иондар тордан толық кетпейді. Нүктелік ақаулардың бұл түрі иондық торларда жиі кездеседі. Шоткий ақауынан айырмашылығы, бұл ақау әр түрлі мөлшердегі атомдары немесе иондары бар торларда кездеседі. Шоткий ақауы мен Френкель ақауының айырмашылығы неде? Шоткий ақауы - кристалдық тордың стехиометриялық бірліктерінде атомның жоғалуына байланысты пайда болатын нүктелік ақаудың түрі. Френкель ақауы - кристалдық тордан атомның немесе ұсақ ионның жоғалуына байланысты ақау пайда болатын нүктелік ақаудың бір түрі. Шоткий ақауы кристалдық тордың тығыздығын төмендетеді, ал Френкель ақауы кристалдық тордың тығыздығына әсер етпейді. жүктеу/скачать 82,7 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|