Induktsiyaviy ta’sir kuchlar

Induktsiyaviy ta’sir kuchlar
Kuchli qutblanishga ega bo’lgan qutbli molekulalarda qo’shni molekularning doimiy dipoli maydoni ta’sirida qo’shimcha moment hosil bo’lishi mumkin (203 - rasm).
Birinchi molekulaning doimiy dipoli va ikkinchi molekulaning induktsiyalangan dipoli orasidagi o’zaro ta’siri natijasida vujudga keladigan o’zaro tortishish energiyasi quyidagi nisbat bilan aniqlanadi:
(7.2)
203 – rasm. Kuchli qutblanishga ega bo’lgan molekulalarda qo’shimcha momentning hosil bo’lishi
Bunday o’zaro ta’sir induktsiyaviyyokideformatsiyalita’sir deb ataladi.
Umumiy holda, ikkita molekulaning yaqinlashishida, uchta ko’rinishdagi o’zaro ta’sirlar paydo bo’ladi va natijaviy ta’sir kuchlari uchta ta’sir energiyalarining yig’indisiga teng bo’ladi.
Ionli bog’lanish
Inert gazlardan keyin joylashgan ishqor metallar atomlarining valent
elektronlari to’lgan energetik qatlamdan tashqarida harakat qiladilar va yadro bilan kuchsiz bog’langan bo’ladilar.
Inert gazlardan oldin joylashgan galoidlarda mustahkam bog’lanish uchun bitta elektron yetishmaydi. Shu sababli, ular qo’shimcha elektron qabul qilishga intiladilar.
Ishqorli metallar va galoidlar atomlari orasidagi bog’lanish quyidagicha bo’ladi.
Avval metall atomining elektroni galoid atomiga o’tadi, natijada metall musbat zaryadli ionga, galoid atomi – manfiy zaryadli ionga aylanadi. Bu musbat va manfiy ionlar Kulon qonuniga asosan ta’sirlashadilar. Bunday bog’lanish ionli yoki qutbli bog’lanish deb ataladi.
Ionlarning tortishish energiyasi quyidagiga tengdir:
, (7.3)
3. Kovalent bog’lanish
Ionli va Van-der-vals bog’lanishlari orqali H2, O2, N2 kabi molekulalar birikmalari hosil bo’lishini, hamda olmos va yarim o’tkazgich kristallaridagi bog’lanishlarni tushuntirish mumkin emas. Bir jinsli atomlar valent elektronlarini qayta taqsimlash orqali qarama-qarshi earyadli ionlarni hosil qilish mumkin emas. Boshqa tarafdan,O2, N2, N2 molekulalaridagi mustahkam bog’lanish Van-der-vals kuchlaridan juda sezilarli kattadir. Bunday mustahkam bog’lanish kovalent bog’lanish deb ataladi.
Vodorod molekulasi misolida bu bog’lanish tabiatini ko’rib chiqamiz (204 - rasm).
Masalan, yadrosi a va elektroni 1 bo’lgan A atom va yadrosi b, elektroni 2 bo’lgan V atom bir-biridan r – katta masofada joylashgan deb hisoblaymiz.
Atom atrofidagi elektron holatini ifodalovchi elektron buluti zichligi masofaga bog’liq tez so’nishi sababli v yadro atrofida 1-elektronning, a yadro atrofida 2-elektronning bo’lish ehtimoli juda kichikdir. Shu sababli A va V atomlarni bir-biri bilan ta’sirlashmaydigan alohida atomlar deb hisoblash mumkin va ikki atomdan tashkil topgan tizim energiyasi 2Еo ga teng deb hisoblaymiz. Bu yerda Eo – odatdagi sharoitdagi alohida atomning energiyasidir.
Atomlarning yaqinlashishi bilan begona atomlarga elektronlarning o’tish ehtimoli ortadi.
204 – rasm. Katta masofada joylashgan vodorod elektronlari holatlari
Atomlar orasidagi masofa ga yetganda bu atomlarning elektron bulutlari bir-birini to’saboshlaydi. Atomlarning keyingi yaqinlashishida bulutlarning to’sish darajasi orta boradiki va elektronlarning almashish chastotasi shu darajada oshaboradiki, 1 - elektronningA - atomga, 2 -elektronningV - atomga tegishli ekanligi o’z kuchini yo’qotadi (205 - rasm).
205 – rasm. Qisqa masofalarda vodorod atomlari elektron bulutlarining bir - birini to’sishi
Shunday qilib, bu holatda elektronlar bir vaqtda ikkala yadroga tegishli bo’ladi va ular umumlashganhisoblanadi.
Elektronlarning umumlashishi elektronlar zichligini qayta taqsimlanishiga va tizim energiyasini alohida atomlarning energiyalari yig’indisiga 2Еo nisbatan o’zgarishiga olib keladi. Rasmda 1 - punktir chiziqlar bilan alohida atomlarning elektron bulutlari zichligi tasvirlangan; 2 -uzluksiz chiziqlar bilan alohida atomlar elektron bulutlarini oddiy yig’indisi tasvirlangan; 3 - qalin chiziqlar a - v yadrolar uchun umumlashgan elektronlar hosil bo’lgandagi elektronlar buluti zichligini taqsimlanishi tasvirlangan.
1 - va 2 - holatlarga qaraganda 3 - holatda ikkala yadrolar o’rtasidagi elektronlar zichligi ortaboradi. Yadrolar orasidagi fazoda elektron bulutlar zichligining ortishi tizim energiyasining kamayishiga va atomlar orasida tortishish kuchlarini vujudga keltiradi. Ana shu kovalent bog’lanishni hosil bo’lishidir. Vodorod molekulasining energiyasi
ga teng. Bu yerda 2Е0 – ikkita vodorod atomi energiyalari yig’indisidir; K - elektronlarning yadro bilan, elektronlarning o’zaro va yadrolarning o’zaro elektrostatik ta’sir energiyasidir. Bu energiya manfiydir va uni Kulon energiyasi deb atashadi. A – atomlarning o’zaro elektronlar bilan almashish energiyasidir va u doimo K dan katta bo’ladi . S < 1 , K va A manfiy bo’lganligi uchun tizim energiyasi kamayib boradi:
, (7.4)
Har bir vodorod atomi o’zining bitta qo’shni atomi bilan bog’lanish hosil qilish mumkin. Bu bog’lanishni tashkil etuvchi ikkita elektron qarama-qarshi spinlarga ega va bitta kvant yacheykani egallaydi.
Uchinchi atom, bu sharoitda, tortishmasdan itariladi.
Kremniy, germaniy kristallarida elementar katakchadagi atom valent bog’lanishni to’rtta yaqin qo’shni atomlar bilan hosil qiladi. Shu to’rtta kovalent bog’lanishlarni hosil qiluvchi har ikki elektron qarama-qarshi spinlarga ega bo’ladi.
|