Ziyosfera

Frenkel nuqsoni

Френкел нуқсони кристалли қаттиқ жисмлардаги нуқтавий нуқсонининг бир тури бўлиб, унинг кашфиётчиси Яков Френкел номи билан аталган[1]. Нуқсон атом ёки ундан кичикроқ ион (одатда катион) панжарадаги ўрнини тарк этиб, бўш жой ҳосил қилганда ва яқин жойда жойлашиб, оралиқ бўлакка айланганда ҳосил бўлади[2]. Элементар тизимларда улар асосан заррачалар нурланишида ҳосил бўлади, чунки уларнинг ҳосил бўлиш энталпияси одатда бўш жойлар каби бошқа нуқта нуқсонларига қараганда анча юқори ва шунинг учун Болтзманн тақсимотига кўра уларнинг мувозанат консентрацияси аниқлаш чегарасидан паст бўлади.  Одатда координация сони паст ёки ионлар ўлчамларида сезиларли номутаносибликка эга бўлган ионли кристалларда бу нуқсон ўз-ўзидан пайдо бўлиши мумкин, бунда кичикроқ ион (одатда катион) дислокацияга учрайди.  Счотткй нуқсонига ўхшаш Френкел нуқсони стокиометрик нуқсондир (бирикманинг бутун стокиометриясини ўзгартирмайди). Ион бирикмаларида вакант жой ва оралиқ нуқсонлар қарама-қарши зарядланган ва электростатик тортишиш туфайли уларнинг бир-бирига яқин жойлашади деб тахмин қилиш мумкин. Бироқ, ҳақиқий материалда бундай боғланган нуқсоннинг кичик энтропияси ёки иккита нуқсон бир-бирига тушиши мумкинлиги сабабли бундай бўлиши мумкин эмас[3]. Бундан ташқари, бундай боғланган мураккаб нуқсонлар стокиометрик бўлганлиги сабабли, уларнинг консентрацияси кимёвий шароитлардан мустақил бўлади[4].

Зичликка таъсири

Френкел нуқсонлари фақат кристалл ичидаги ионларнинг миграциясини ўз ичига олган бўлса ҳам, умумий ҳажм ва шунинг учун зичлик ўзгармаслиги шарт эмас: хусусан, яқин ўралган тизимлар учун, оралиқ атом томонидан индукция қилинган штаммлар туфайли панжара кенгайиши одатда устунлик қилади. бўш жой туфайли панжара қисқариши, бу зичликнинг пасайишига олиб келади. 

Мисоллар

НаCл таркибидаги Френкел нуқсони

Френкел нуқсонлари анион ва катион ўртасидаги катта ўлчамдаги фарқ билан ионли қаттиқ жисмларда намоён бўлади (кўпроқ самарали ядро заряди туфайли катион одатда кичикроқ бўлади).

Френкел нуқсонларини кўрсатадиган баъзи қаттиқ моддалар мисоллари:

Масалан, Хн- ва Мн+ ионлари томонидан ҳосил қилинган панжарани кўриб чиқайлик. Фараз қилайлик, М иони М пастки панжарани тарк этиб, Х пастки панжарани ўзгаришсиз қолдирди. Яратилган оралиқлар сони тузилган вакант ўринлари сонига тенг бўлади.

МгО даги Френкел нуқсони реаксиясининг бир шакли оксид аниони панжарадан чиқиб, Крöгер-Винк белгиланишида ёзилган оралиқ жойга кириб боради:

МгМгх+ООх→Ои′′+вО..+МгМгх{\дисплайстйле {Мг^х_{Мг}+О^х_О \то О''_и+в_О^{..}+Мг^х_{Мг}}}

Буни натрий хлорид кристалли тузилиши мисолида ҳам кўрсатиш мумкин. Қуйидаги диаграммалар схематик икки ўлчовли тасвирлардир.

НаCл тузилишидаги иккита Френкел нуқсони
Нуқсонсиз НаCл тузилиши

Яна қаранг

Манбалар

  1. ↑ Френкел, Яков (1926). „Üбер диэ Wäрмебеwегунг ин фестен унд флüссиген Кöрперн (Абоут тҳе тҳермал мотион ин солидс анд лиқуидс)“. Зеицчрифт фüр Пҳйсик. 35-жилд, № 8. Спрингер. 652–669-бет. Бибcоде:1926ЗПҳй...35..652Ф. дои:10.1007/БФ0137981.
  2. ↑ Ашcрофт анд Мермин. Солид Стате чемистрй. Cенгаге Леарнинг, 1976 — 620-бет. ИСБН 0030839939. 
  3. ↑ Гораи, Прашун; Стевановиc, Владан. „Cоммент он "Ундерстандинг тҳе Интринсиc П-Тйпе Беҳавиор анд Пҳасе Стабилитй оф Тҳермоэлеcтриc α-Мг3Сб2"“. АCС Апплиэд Энергй Материалс. дои:10.1021/аcсаэм.9б01918.
  4. ↑ Ананд, Шашwат; Торияма, Мичеал; Wолвертон, Чрис; Снйдер, Жефф. „А Cонвергент Ундерстандинг оф Чаргед Дефеcц“. Аccоунц оф Материалс Ресеарч. дои:10.1021/аccоунцмр.2c00044.

Адабиётлар

"https://new.ziyosfera.uz/ziyo/Frenkel_nuqsoni" dan olindi