Kristallar

Kristallar (yun. krystallos — muz, togʻ billuri) — atomlari, ionlari va molekulalari maʼlum tartibda joylashib, fazoviy kristall panjarani tashqil etgan qattiq jismlar. K., koʻpincha, suyuq fazalar — eritmalardan hosil boʻladi va oʻsadi, baʼzan esa gaz holatini yoki qattiq jism holatini tashqil etadigan fazaviy oʻzgarishlar natijasidagiva hosil boʻladi. Bir turdagi kristall panjaraga ega yirik K. — monokristallar, mayda-mayda kristallchalardan tashqil topgan. K. — polikristallar, umuman kristall panjara tashqil etmagan qattiq jismlar — a m o r f jismlar deb yuritiladi. Boʻlardan tashqari suyuq K. maxsus guruhni tashkil etadi.

K. tabiatda har xil kattalikda uchraydi. Eng yirik tabiiy K. (togʻ billuri — kvars xili) bir necha yuz kilogrammni, sunʼiy yetishtirilgan ish-qoriy galloid K.i bir necha oʻn kilogrammni, eng yirik tayoqcha shaklida yetishtirilgan kremniy K.ning diametri 200 mm ni, eng yupqa bir butun monokristall qatlam shaklidagi K.ning qalinligi 10 nm ni tashqil etadi.

K., odatda, simmetrik, toʻgʻri shaklli, tomonlari sillik, qirralari toʻgʻri boʻladi. Rentgenostruktura tahlili paydo boʻlgunga qadar. K. burchaklarini oʻlchash yordamida oʻzaro taqqoslanib, ularning kimyoviy tarkibi aniqlangan. K.ni simmetrik jism sifatida oʻrganish maqsadida ular 32 simmetriya sinfiga boʻlingan. Har bir sinf simmetriya elementlarining maʼlum bir majmui bilan harakterlanadi. 32 sinf ulardagi harakterli simmetriya elementlarining mavjudligiga qarab 7 singoniyaga guruhlanadi: triklin, monoklin, romb, tetragonal, geksagonal, trigonal va kub. K. ayrim tomonlarining oʻsish tezligidagi farqlar ularni kamdan-kam uchraydigan turli-tuman shakllar (plastinkasimon, ignasimon, tolasimon, butoqsimon, dendrit, qorsimon) ga olib kelishi mumkin. Bu xususiyatlardan germaniyning dendrit lentasini, turli yarimoʻtkazgichlarning yupqa plyonka (parda) sini oʻstirish texnikasida foydalaniladi. Agar eritmada bir yoʻla bir necha kristallanish markazlari hosil boʻlsa, u holda oʻsib borayotgan K. bir-biri bilan uchrashib, notoʻgʻri donachalar shaklini oladi.

K. ning tashqi koʻrinishi, u yoki bu sinfga va singoniyaga mansubligi ularning kristall panjarasi bilan belgilanadi. Kimyoviy bogʻlanishga qarab K. ning atom strukturasi 4 ta — ion (geteropolyar), kovalent, molekulyar va metall bogʻlanishli K. guruhiga boʻlinadi. Ion bogʻlanishlida mas, osh tuzi va boshqa da bir zaryadli ionlarning oʻzaro taʼsiri natijasida kristall panja-ralari hosil boʻladi. Kovalent bogʻlanishlida qoʻshni atomlarning valent elektronlari umumlashib ketib ikkiyoqlama, uchyoqlama va boshqa bir necha karrali bogʻlanishlar hosil boʻladi. Bunga olmos, kremniy va karborund jismlar misol boʻladi. Molekulyar bogʻlanishlida molekula atomlari orasida mustahkam kovalent bogʻlanishlar mavjud boʻlib, K. dagi molekulalar orasidagi bogʻlanish birmuncha kuchsizroq boʻladi. Bunga, asosan, organik birikmalar, N2, N2 va boshqa hamda inert gazlarning kristallik holatlari misol boʻla oladi. Metall bogʻlanishlida erkin elektronlar kristall panjaralarning barcha qismlarida elektron gaz holatida taqsimlanadi va ular musbat zaryadli tugunlardagi ionlarni maʼlum masofalarda tutib turadi. Bunga metall va intermetall birikmalari misol boʻla oladi.

temperatura yoki bosim oʻzgarganda K. strukturasi oʻzgarishi mumkin. Baʼzi K. strukturasi ana shu omillarga nisbatan metastabil boʻladi. K. dagi atomlar orasidagi kimyoviy bogʻlanishning turiularning koʻpgina fizik-kimyoviy xossalarini belgilaydi. Ayrim K. ning qattiqligi, issiqlik hamda elektr oʻtkazuvchanligi va boshqa xossalaridagi farqlar ulardagi atomlarning xususiyati bilan chambarchas bogʻlikdir (qarang Polimerlar, [[Qattiq jism).

K. ning fizik xossalari (elektr, magnit, optik, akustik, mexaniq va boshqalar) oʻzaro bir-biriga bogʻliq boʻlib, ular kristall strukturasidan, yaʼni atomlarning joylashishi va ular orasidagi bogʻlanish kuchlariga va elektronlarning energetik taqsimoti (elektr, magnit va optik xususiyatlari)ga bogʻliq. Masalan, metallarning oʻta elektr oʻtkazuvchanligi yoki dielektrik va yarimoʻtkazgichlarda elektr oʻtkazuvchanlik xossasining nisbatan pastligi elektronlarning yuqori yoki past konsentratsiyalanishi (toʻplanishi) bilan bogʻliq (qarang [[Qattiq jism). K. ning mustahkamlik, egiluvchanlik, tovlanish, lyuminessent xususiyatlari kristall panjaralardagi nuqsonlar miqdori va turiga qarab aniqlanadi. Undan tashqari, K.da simmetriya, tomonlari orasidagi burchakning katta-kichikligi, fizik va kimyoviy xossalarining har xil boʻlishi ulardagi anizotropiya va izotropiya hodisasi bilan bogʻlikdir. K. tuzilishida har xil nuqsonlar — vakansiya (teshiklar), chekka dislokatsiyalar va boshqa uchraydi. Kristall panjaraning parallel strukturaga ega boʻlmasligi tufayli bu nuqsonlar ferromagnetik va segnetoelektritik kuzatiladi. K.dagi nuqsonlar tufayli ulardan akustik, rentgen va elektromexanik toʻlqinlar sochiladi. K.dagi aralashmalar adsorbsiya hodisasi tufayli uning strukturasi (yoqlari)ni buzadi.

K. yarimoʻtkazgichlarda diodlar, tranzistorlar, integral sxemalar va boshqa yaratishda, pyezoelektr generatorlar, stabilizatorlar, akustooptik qurilmalar, chastotalarni oʻzgartiruvchi asboblar yaratishda, injeksion lazer kurilmalarida foydalaniladi. Metallarga ishlov berishda, ularni jilo-lashda va parmalashda oʻta qattiq K. (olmos, korund va boshqalar) dan foydalaniladi. Hozirgi vaqtda yupqa, oʻta yupqa kristallik (epitoksial) qatlamlar yangi texnikada keng qoʻllanilmokda, mas, (lazerdar, yorugʻlik oʻtkazgichlar, optoelektronika asboblari, Quyosh energiyasi elementlari, oʻta yuqori chastota (OʻYUCH)li elektronika asboblari, infraqizil (IQ) nurlarni qabul qiluvchilar, monoxromatorlar, tenzodatchiklar va hokazo yaratilmokda. Zargarlik sanoatida sintetik K. va boshqa qoʻllanadi. Nazar Toʻrayev.

Manbalar 

 

Kristallar