موضوع مقاله: محلول جامد | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # محلول جامد | مقدمه: یک محلول جامد، جامدی است که دارای دو یا چند عنصر بوده و اتم‌های آن‌ها در یک ساختمان بلوری واحد قرار گرفته و تشکیل یک فاز واحد را بدهند که معمولاً در مورد عناصری که در جدول تناوبی به هم نزدیک هستند، امکان تشکیل محلول جامد وجود دارد. | ## بخش 1: محلول جامد | در این مبحث ماده ای که مقدار آن از همه بیشتر است به عنوان حلال و ماده ای که غلظت آن کمتر است به عنوان حل شونده خوانده می‌شود. مانند مایعات در محلول‌های جامد نیز اتم‌ها به‌طور یکنواخت در محلول تقسیم می‌شوند. مثال‌های گوناگونی از محلول جامد در متالورژی و زمین‌شناسی و شیمی جامدات می‌توان یافت. واژهٔ "محلول" برای توصیف ترکیب اجزا در ابعاد اتمی بکار می‌رود و این مواد همگن را از مخلوط‌های فیزیکی متمایز می‌سازد.در حالت کلی اگر دو ماده هم ساختار باشند، در نتیجه محلول جامد در عضوهای انتهایی به وجود می‌آید. مانند سدیم کلرید و پتاسیم کلرید که ساختار کریستالی مکعبی یکسان دارند پس امکان به وجود آمدن ترکیب خالص با هر درصدی از سدیم تا پتاسیم وجود خواهد داشت. در بسیاری از حالات نمونه‌ها عضوی برای یک خانواده محلول جامدند و زمین‌شناس‌ها تمایل دارند درمورد ترکیبات یک خانواده از نمونه‌ها بجای یک نمونهٔ خاص صحبت کنند. با افزایش پیچیدگی ترکیب‌ها جامعهٔ زمین‌شناسی بسیار ساده‌تر از شیمی قابل کنترل است. تعریف آیوپاک: جامدی که اجزای آن با هم هماهنگ هستند و یک فاز خاص را ایجاد می‌کنند. نکته ۱: تعریف " کریستالی شامل یک جزء ثانویه که در ساختار کریستال میزبان توزیع شده و جای گرفته‌است" تعریف عمومی ای نمی‌باشد؛ و توصیه نمی‌شود. | ## بخش 2: محلول جامد | مانند مواد مولکولی توزیع شده که دمای تبدیل شیشه را که در آن فاز آمورف پلیمر بین دو حالت شیشه ای و لاستیکی تبدیل می‌یابد. نکته ۴: در آماده‌سازی داروها از مفهوم محلول جامد اغلب به معنای ترکیب دارو و پلیمر استفاده می‌شود. دیاگرام‌های فازی در دیاگرام فازی یک محلول جامد توسط یک ناحیه نشان داده می‌شود، که اغلب با نوع ساختار خود نمادگذاری می‌شود، که بازه‌های دمایی و فشاری متفاوتی را شامل می‌شود. و ماده در این بازه‌ها می‌تواند هر دو ساختار را دارا باشد، یا ممکن است یک فاصلهٔ انحلالی در فازهای جامد به وجود بیاید که نشان می‌دهد تلاش برای تولید مواد در این ناحیه منجر به تشکیل مخیوط‌ها می‌شود. در نواحی‌ای از دیاگرام فازی که توسط یک محلول جامد اشغال نشده‌اند، ممکن است فازهای خطی وجود داشته باشد، اینها ترکیباتی با ساختار کریستالی معلوم و استوکیومتری معین هستند. در متالورژی با آلیاژهایی با یک ترکیب معین به عنوان ترکیبات بین فلزی شناخته می‌شوند. محلول جامد هنگامی به وجود می‌آید که دو عنصر (معمولاً فلزات) درگیر، در جدول تناوبی به هم نزدیک باشند. یک ترکیب بین فلزی غالباً هنگامی به وجود می‌آید که دو فلز درگیر نزدیک یکدیگر در جدول تناوبی قرار نگرفته باشند. توضیحات تکمیلی حل شونده ممکن است درون ساختار کریستالی حلال به صورت "جانشینی" حل شود، به اینصورت که یک ذره از حلال در جای خودش را به حل شونده می‌دهد. | ## بخش 3: محلول جامد | گاهی وقات حل شونده می‌تواند به صورت "بینشینی" در فضای خالی موجود در ساختار کریستالی حلال قرار گیرد. در هردوحالت خواص ماده با تغییر در شبکهٔ کریستالی آن تحت تأثیر قرار می‌گیرد، و خواص فیزیکی و الکتریکی مادهٔ حلال را تغییر می‌دهد. هنگامی که شعاع اتمی حل‌شونده بزرگتر از حلال باشد، باعث افزایش حجم سلول واحد حلال شده تا بتواند در آن قرار گیرد. این بدان معناست که ترکیب ماده در محلول جامد، می‌تواند از طریق حجم سلول واحد تحت رابطهٔ وگارد محاسبه شود. برخی ترکیبات به صورت آماده در بازه‌های معین تشکیل محلول جامد داده اما برخی اصلاً با هم محلول جامد نمی‌سازند. تمایل دو ماده برای تشکیل محلول جامد به عوامل پیچیده‌ای که نیازمند دانش شیمی و کریستالوگرافی و خواص کوانتومی مواد است. دیاگرام فازی شکل ۱ یک آلیاژ متشکل از دو فلز که یک محلول جامد با تمام ترکیب‌های ممکن ایجاد می‌کنند را نشان می‌دهد. در این حالت فاز خالص هرکدام از عناصر دارای ساختار کریستالی مشابه است، و دارای خواص مشابه دو عنصر برای جانشینی بیطرف در تمام بازه‌های نسبی است. | ## جمع‌بندی | محلول‌های جامد کاربردهای تبلیغاتی و صنعتی بالایی دارند، به گونه ای که ترکیبات دو فلز خواص برتری نسبت به مواد خالص دارد.