1-mavzu. Kristallar, kristall moddalar va kristallografiya to’g’risida tushuncha. (2 soat) Reja

Kristallarning vujudga kelish sabablari va o’sishiga oid nazariyalar

Ma’lumki molekulalar suyuq holatda harakatda bo’ladi. U gaz holatiga o’tar ekan, bu harakat yanada tezlashadi. Amorf qattiq moddalarda ayrim molekulalarning harakati sekin va ma’lum qiyinchilik bilan esha molekulalar o’z qonuniy ernini ishg’ol etmaguncha davom etadi. Kristall moddalarida esa molekulalar harakatda bo’lib bir joydan boshqa joyga siljimaydi, balki, kristall moddalarning, atom molekulalari faqat o’z o’rnida tebranma harakatda bo’ladi. Bundan tashqari, qandaydir kristall jismga issiqlik energiyasi ta’sir etar ekan, ya’ni, qizdirilar ekan, u ma’lum haroratda eriy boshlaydi. SHu modda harorati u qanchalik ko’p - qizdirilmasin, to erib bo’lmaguncha yuqori ko’tarilmaydi, ya’ni kristall modda butunlay erib ketgandan keyingina harorati ko’tarilishi mumkin. Masalan, muz kristaliga berilgan issiqlik shu kristallning erishi uchun sarf bo’ladi va muz butunlay erib suvga aylanmagunchya harorat ketarilmaydi. Bu misoldan ma’lum bo’ladiki, kristall holatidagi modda, boshqa holatdagiga qaraganda, eng kichik /minimum/ ichki energiyaga ega. Demak, har qanday holatdagi modda kristall holatiga intiladi va buning uchun zarurat - sharoitlar yaratilishi bilan, muhitning o’zgarishi sababli kristallangan moddaga aylanadi.

Mana shu kristall qanday qilib, nimadan boshlanib vujudga keladi va o’sadi? Haroratning pasayishi bilan erigan modda zarrachalari /molekula atom yoki ionlar/ harakati sustlasha boradi, manfiy va musbat zaryadli zarrachalar orasidagi tortish kuchiga asosan, avvalo bir o’lchamli keyinchalik ikki o’lchamli kristallchalar yuzaga keladi. Bu kristall zarrachalari - kristallanish markazlari o’sib yetiladigan bo’lajak kristallar uchun "kurtaklik" vazifasini etadi. Mana shunday kristallanish markazlari eta to’yingan eritmalardagina barqaror bo’lib qoladi. To’yingan yoki to’yinmagan eritmalarda bunday "kurtakchalar" bunyodga kelsa ham ular juda tez erib ketadi. Mavjud nazariyalarga kera germetik ravishda berkitilgan idishlarda eta to’yingan, eta sovigan eritmalar kristallanmasdan juda uzoq vaqt, kristallanish markazlari chetdan kelib tutmaguncha saqlanadi deb hisoblanadi. Biroq, amalda bunday eritmalardan, baribir, o’z - o’zidan kristall chekaveradi.
Kristall markazining o’sish - rivojlanish jarayoni ham olimlarimiz kep jihatdan qiziqtirib keldi. Kristall eritmada esar ekan, manfiy va musbat zaryadlangan ionlar birin - ketin, o’zaro tortish qonuniga ko’ra, o’sha kristallanish markazi bilan tortiladi va malum tartib bo’yicha kristall ustida joylashadi. Kristallarning keyingi o’sish jarayoni shunday tasavvur etiladi.
Kristallar o’sishi jarayoni boshqacharoq, tushuntirish ham mumkin. Eritmada bo’lgan ionlar o’zaro birlashib bir yoki ikki o’lchamli birmuncha yirik birliklar "kristallchalar" - "protokristallar" hosil qiladi SHu bir qancha ionlardan iborat yirik birliklar - kristallanish markazlari atrofida ma’lum tartib bilan to’planib yirik kristall hosil qiladi. Kristallanish markazining o’zi esa, shu modda kristalining mayda zarrachasi, yoki shu modda bilan izomorf bo’lgan boshqa modda zarrachasi bo’lishi mumkin. Bu moddalar eritmaga yoki erib turgan qotishmaga havodan chang – gard sifatida tushgan, yoki kristalla-nishini tezlashtirish maqsadida atayin solingan bo’lishi mumkin.
Bundan tashqari, eritmani tez-tez aralashtirilishi, eritma solingan idishni tebratilishi, urilishi ham kristall markazlari chekishini tezlashtiradi, bunda erigan modda yoki eritmadagi zarrachalarning harakati tezlashib ular bir - biriga nisbatan tezroq yo’nalish olib yaqinlashadi va struktura barqaror bog’langan holatda joy oladi.
Demak, kristall holatidagi modda zarrachalari /ionlar, atom, molekulasi/ boshqa suyuq, gaz bug’ holatidagi zarrachalarga qaraganda harakatsiz holatda bo’ladi. Kristallangan modda juda kichik /minimal/ ichki inergiyaga ega bo’lgan muvozanatdagi holatga etishga intilayotgan zarrachalarning shu muhitdagi barqaror tutgan erni - mavqeidir. Kristallning hosil bo’lishi qandaydir kuch - energiya bilan bog’liq ekan, uning senggi o’sishi ham muayyan kuch - energiya ta’siri bilan belgilab qeyish mumkin bo’lgan ma’lum qonuniyatga beysinadi.