LABORATORIYA ISHI

Ishning maqsadi- noorganik birikmalarning eng muhim sinflari: oksidlar, gidroksidlar, tuzlar, ularni olish usullari va xossalari bilan tanishish.

NAZARIY QISM

Bugungi kunga qadar 300 mingga yaqin noorganik birikmalar ma'lum. Ularni uchta asosiy sinfga bo'lish mumkin: oksidlar, gidroksidlar va tuzlar.

OKSIDLAR - elementlarning kislorod bilan birikmasidan hosil bo'lgan mahsulotlar.

Oksidlarni elementni kislorod bilan birlashtirish reaktsiyasi orqali olish mumkin:

2Mg + O 2 \u003d MgO,

4P + 5O 2 \u003d 2 P 2 O 5

yoki murakkab moddaning parchalanish reaktsiyasi:

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2,

2 Zn(NO 3) 2 \u003d 2 ZnO + 4 NO 2 + O 2.

Tuz hosil qiluvchi va tuzsiz oksidlar, shuningdek, peroksidlar mavjud.

Tuz hosil qiluvchi oksidlar asosiy, kislotali va amfoterlarga bo'linadi.

Asosiy oksidlar ishqoriy metallar (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), gidroksidi tuproq metallari (Mg, Ca, Sr, Ba) va o'zgaruvchan oksidlanish darajasiga ega bo'lgan metallar, PTM ning yon kichik guruhlarida quyi oksidlanish darajasi +1, +2 (masalan: Zn, Cd, Hg, Cr, Mn va boshqalar) hosil qiladi. Ularning gidroksidlari asosdir.

Suvda yaxshi eriydigan asoslar ishqoriy metallar ishqorlar deyiladi. Ularni tegishli oksidlarni suvda eritish orqali olish mumkin, masalan:

Na 2 O + H 2 O \u003d 2NaOH

Ishqoriy tuproq metallarining gidroksidlari (asoslari) (Mg, Ca, Sr, Ba) tegishli oksidlar suvda eriganida ham hosil bo'ladi, ammo bariy gidroksid Ba (OH) 2 dan tashqari ularning barchasi ozgina yoki kam eriydi.

Asosiy oksidlar kislotali oksidlar va kislotalar bilan reaksiyaga kirishib, tuzlar hosil qiladi:

CaO + CO 2 \u003d CaCO 3;

CuO + 2 HCl \u003d CuCl 2 + H 2 O.

Kislota oksidlari metall bo'lmaganlar (B, C, N, P, S, Cl va boshqalar), shuningdek, PTM ning yon kichik guruhlarida joylashgan o'zgaruvchan oksidlanish darajasiga ega metallarni hosil qiladi. yuqori darajalar oksidlanish +5, +6, +7 (masalan: V, Cr, Mn va boshqalar).

Kislota oksidi gidratlari - bu kislota oksidlarini suv bilan reaksiyaga kiritish orqali olinadigan kislotalar:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

Kislota oksidlari asosiy oksidlar va asoslar bilan reaksiyaga kirishadi:

SO 2 + Na 2 O \u003d Na 2 SO 3;

N 2 O 5 + 2 NaOH \u003d 2 NaNO 3 + H 2 O.

Amfoter oksidlar asosiy PTM kichik guruhlari metallarini hosil qiladi (masalan: Al 3+, Sn 2+, Pb 2+ va boshqalar) va oksidlanish darajasi o'zgaruvchan, PTM ning yon kichik guruhlarida joylashgan, o'rtacha oksidlanish darajasi +3, +4 (Cr, Mn va boshqalar). Ularning gidroksidlari (gidratlari) ham asosiy, ham kislotali xususiyatga ega. Amfoter oksidlar ham kislotalar, ham asoslar bilan reaksiyaga kirishadi:

Cr 2 O 3 + 6 HCl = 2 CrCl 3 + 3 H 2 O;

Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2 NaCrO 2 + H 2 O

. Tuz hosil qilmaydigan oksidlar bir oz (masalan, CO, NO, N 2 O), ular kislotalar yoki asoslar bilan tuz hosil qilmaydi.

Peroksidlar - vodorod periks hosilalari (H 2 O 2). Ishqoriy metallar peroksidlari (Li, Na, K, Rb, Cs) va ishqoriy tuproq metallari(Ca, Sr, Ba) vodorod peroksidning tuzlariga ishora qiladi. Ularda kislorod atomlari o'zaro kovalent bog' bilan bog'langan (masalan, K 2 O 2: K - O - O - K) va atomik kislorodni yo'q qilish bilan oson parchalanadi, shuning uchun peroksidlar kuchli oksidlovchi moddalardir.

GIDROKSIDLAR - birikmaning mahsulotlari shaffof gidroksidlar (asoslar), suv bilan kislotali oksidlardir. Asosiy gidroksidlar (kislotalar) va amfoter gidroksidlar (amfolitlar) mavjud.

Asosiy gidroksidlar (asoslar) eritmada metall ionlari va gidroksid ionlariga ajraladi:

NaOH ↔ Na + + OH ‾ .

Asosning kislotaligi gidroksid ionlari OH‾ soni bilan belgilanadi, ular deyiladi funktsional guruhlar asoslar. Funktsional guruhlar soniga ko'ra bir kislotali (masalan: NaOH), ikki kislotali (masalan: Ca (OH) 2), uch kislotali (masalan: Al (OH) 3) asoslar farqlanadi.

Ko'p kislotali asoslar bosqichma-bosqich ajraladi:

Ca(OH) 2 ↔ (CaOH) + + OH ‾ , (CaOH) + ↔ Ca 2+ + OH ‾ .

Yuqori eruvchan asoslarning (ishqorlarning) suvli eritmalari indikatorlarning rangini o'zgartiradi . Ishqoriy eritmalarda binafsha lakmus ko'k rangga, rangsiz fenolftalein qip-qizil rangga, metil apelsin sariq rangga aylanadi.

Asoslar kislotalar bilan reaksiyaga kirishib, tuz va suv hosil qiladi:

NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O.

Agar asos va kislota ekvimolyar nisbatda olinsa, u holda muhit neytrallashadi va bunday reaksiya neytrallanish reaksiyasi deyiladi.

Ko'pgina suvda erimaydigan asoslar qizdirilganda parchalanadi:

Cu (OH) 2 \u003d CuO + H 2 O.

Ishqorlar oksidlarni suvda eritib olinadi:

K 2 O + H 2 O \u003d 2 KOH.

Suvda erimaydigan asoslarni ishqorlarning eruvchan metall tuzlariga ta'sirida olish mumkin:

CuSO 4 + 2 NaOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4.

Kislota gidroksidlari (kislotalar) vodorod ionlariga H + (aniqrog'i, gidroniy ionlari H 3 O +) va kislota qoldig'iga ajraladi:

HCl ↔ H + + Cl ‾.

Kislotalarning asosliligi vodorod ionlarining soni bilan aniqlanadi, ular kislota uchun funksional guruhlar deb ataladi, masalan: HCl bir asosli, H 2 SO 4 ikki asosli, H 3 PO 4 uch asosli.

Ko'p asosli kislotalar bosqichma-bosqich dissotsilanadi:

H 2 SO 3 ↔ H + + HSO 3 ‾; HSO 3 ‾ ↔ H + + SO 3 ‾ .

Kislorodsiz kislotalar mavjud(HCl, HI, H 2 S, HCN va boshqalar) va kislorod o'z ichiga olgan (HNO 3, H 2 SO 4, H 2 SO 3, H 3 PO 4 va boshqalar).

Kislota eritmalarida lakmus qizil rangga, metil apelsin pushti rangga, fenolftalein esa rangsiz bo'lib qoladi.

Kislotalar kislota oksidlarini suvda eritish orqali olinadi:

P 2 O 5 + 3 H 2 O \u003d 2 H 3 PO 4

yoki tuzni kislota bilan almashish reaksiyasi bilan:

Ca 3 (PO 4) 2 + 3 H 2 SO 4 \u003d 3 CaSO 4 + 2 H 3 PO 4.

Amfoter gidroksidlar(A mfolity) reaksiyalarda ham asosiy, ham kislotali xossalarni namoyon qiluvchi gidroksidlardir. Bularga Be (OH) 2, Al (OH) 3, Zn (OH) 2, Cr (OH) 3 va boshqalar kiradi. Amfoter gidroksidlar asoslar bilan kislotalar, kislotalar bilan asoslar:

Cr(OH) 3 + 3 HCl = CrCl 3 + 3 H 2 O;

Cr (OH) 3 + 3 NaOH \u003d Na 3.

Tuzlar dissotsilanish jarayonida metall ionlarini (kationlarini) (yoki ammoniy ioni NH 4+) va kislota qoldiqlarining ionlarini (anionlarini) hosil qiladi:

Na 2 SO 4 ↔ 2 Na + + SO 4 2 ‾,

NH 4 NO 3 ↔ NH 4 + + NO 3 ‾.

O'rta, kislotali va asosli tuzlarni farqlang.

O'rtacha tuzlar kislota tarkibidagi vodorod atomlarini metall atomlari yoki asosning gidroksoguruhlarini kislotali qoldiqlar bilan to'liq almashtirish mahsuloti sifatida qaralishi mumkin: NaCl, K 2 SO 4, AlPO 4.

H 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = BaSO 4 + 2H 2 O

KOH + HNO 3 \u003d KNO 3 + H 2 O

O'rta tuzlar metall kationlari va kislota qoldiqlarining anionlariga ajraladi:

AlPO 4 ↔ Al 3+ + PO 4 3 ‾.

Kislota tuzlari(gidrotuzlar) - ko'p asosli kislotalarning vodorod atomlarini metall atomlari bilan to'liq almashtirilmagan mahsulotlar: NaHSO 4, Al (H 2 PO 4) 3, KHCO 3 ^

H 2 SO 4 + NaOH = NaHSO 4 + H 2 O

Kislota tuzining dissotsiatsiyasi quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:

Al(H 2 PO 4) 3 ↔ Al 3+ + 3 (H 2 PO 4) ‾ .

Anion (H 2 PO 4) ‾ kichik darajada keyingi dissotsiatsiyaga uchraydi.

tuzlarAsosiy(gidroksituzlar) koʻp kislotali asosning gidroksoguruhlarini kislotali qoldiqlar bilan toʻliq almashtirilmagan mahsulotlar: AlOHSO 4 , MgOHCl, (CuOH) 2 SO 4 .

Mg(OH) 2 + HCI \u003d MgOHCI + H 2 O

Asosiy tuzning dissotsiatsiyasi quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:

AlOHSO 4 ↔ (AlOH) 2 + + SO 4 2‾.

Kation (AlOH) 2+ kichik darajada keyingi dissotsiatsiyaga uchraydi.

O'rtacha tuzlar ko'p jihatdan olish mumkin:

metall va metall bo'lmagan birikma: 2 Na + Cl 2 = 2 NaCl;

asosiy va kislotali oksidlarning kombinatsiyasi: CaO + CO 2 \u003d CaCO 3;

vodorod yoki kamroq faol metalni faol metall bilan almashtirish orqali:

Zn + 2 HCl \u003d H 2 + ZnCl 2,

Zn + CuSO 4 \u003d ZnSO 4 + Cu;

neytrallanish reaktsiyasi: NaOH + HCl = NaCl + H 2 O;

almashinuv reaktsiyasi: Ba (NO 3) 2 + Na 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2 NaNO 3 va boshqalar.

Kislota tuzlari kislotali muhitda olinishi mumkin:

NaOH + H 2 SO 4 (ortiqcha) = NaHSO 4 + H 2 O;

Na 3 PO 4 + 2 H 3 PO 4 (ortiqcha) = 3 NaH 2 PO 4.

Asosiy tuzlar da olish mumkin ishqoriy muhit:

H 2 SO 4 + 2 Cu (OH) 2 (ortiqcha) \u003d (CuOH) 2 SO 4 + Na 2 SO 4,

2 CuSO 4 + 2 NaOH (etishmasligi) = (CuOH) 2 SO 4 + Na 2 SO 4

Ortiqcha ishqorli kislota tuzlari va kislotasi ko'p bo'lgan asos tuzlari o'rta tuzlarga aylanadi: NaHSO 4 + NaOH (ortiqcha) \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O,

(CuOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4 (ortiqcha) = 2 CuSO 4 + 2 H 2 O.

Ko'pgina metallar eritmada kuchli elektrolitlar sifatida dissotsiatsiyalanib, barqaror kompleks ionlarni hosil qiluvchi murakkab birikmalar bilan tavsiflanadi:

CuSO 4 + 8NH 4 OH (ortiqcha) = (OH) 2 + SO 4 + 8 H 2 O.

Kompleks birikmalarning dissotsilanish darajasi ahamiyatsiz:

(OH) 2 ↔ 2+ + 2OH ‾

SO 4 ↔ 2+ + SO 4 2‾

Kompleks birikmalar ko'p d - metallar rangli bo'lib, bu ularni metall ionlarini aniqlash uchun analitik amaliyotda qo'llash imkonini beradi.

Turli metallar va bitta kislota qoldig'i (KAl (SO 4) 2) va aralash, bir metall va turli kislota qoldiqlari (CaClOCl) bilan hosil bo'lgan qo'sh tuzlar ham mavjud.

asosiy yoki kislota.

AMALIY QISM

OKSIDLARNING TAYYORLANISHI VA XUSUSIYATLARI

Oldingi paragraflarning materialini o'rganayotganda, siz allaqachon ba'zi moddalar bilan tanishgansiz. Masalan, vodorod gazi molekulasi vodorod kimyoviy elementining ikkita atomidan iborat -

Oddiy moddalar - bir xil turdagi atomlarni o'z ichiga olgan moddalar.

Sizga ma'lum bo'lgan moddalardan oddiy moddalarga quyidagilar kiradi: kislorod, grafit, oltingugurt, azot, barcha metallar: temir, mis, alyuminiy, oltin va boshqalar. Oltingugurt faqat oltingugurt kimyoviy elementining atomlaridan, grafit esa uglerod kimyoviy elementining atomlaridan tashkil topgan. Tushunchalarni aniq ajratish kerak "kimyoviy element" Va "oddiy modda".

Masalan, olmos va uglerod bir xil narsa emas.

Uglerod kimyoviy element, olmos esa uglerod kimyoviy elementidan hosil bo'lgan oddiy moddadir. Bunda kimyoviy element (uglerod) va oddiy modda (olmos) boshqacha nomlanadi.

Ko'pincha kimyoviy element va unga mos keladigan oddiy modda bir xil deb ataladi. Masalan, kislorod elementi oddiy moddaga - kislorodga mos keladi. Qayerda element haqida, qayerda esa modda haqida gapirayotganimizni farqlashni o'rganish kerak! Masalan, ular kislorodni suvning bir qismi deb aytishganda, biz kislorod elementi haqida gapiramiz. Kislorod nafas olish uchun zarur bo'lgan gaz deganda, biz oddiy modda, kislorod haqida gapiramiz. Oddiy moddalar kimyoviy elementlar ikki guruhga bo'lingan - metallar va metall bo'lmaganlar.

Metall va metall bo'lmaganlar fizik xususiyatlarida tubdan farq qiladi. Barcha metallar normal sharoitlar qattiq moddalar, simobdan tashqari - yagona suyuq metall.

Metalllar shaffof emas, xarakterli metall nashrida. Metalllar egiluvchan va issiqlikni yaxshi o'tkazadi elektr toki.Nometalllar fizik xossalari bo'yicha bir-biriga o'xshamaydi. Demak, vodorod, kislorod, azot gazlar, kremniy, oltingugurt, fosfor qattiq moddalardir. Yagona suyuq metall bo'lmagan - brom - jigarrang-qizil suyuqlik Agar siz bor kimyoviy elementidan astatin kimyoviy elementiga shartli chiziq chizilsa, u holda uzun versiyada.

Davriy tizimning chiziq ustidagi metall bo'lmagan elementlar, uning ostida esa - metall. Davriy jadvalning qisqa versiyasida metall bo'lmagan elementlar ushbu chiziq ostida joylashgan va metall va metall bo'lmagan elementlar ham yuqorida joylashgan. Bu shuni anglatadiki, elementning metall yoki metall bo'lmaganligini davriy tizimning uzun versiyasidan foydalanib aniqlash qulayroqdir.

Bu bo'linish shartli, chunki barcha elementlar u yoki bu tarzda metall va metall bo'lmagan xususiyatlarni namoyon qiladi, lekin ko'p hollarda bunday taqsimot to'g'ri.

Murakkab moddalar va ularning tasnifi

Agar oddiy moddalar tarkibiga faqat bitta turdagi atomlar kirsa, murakkab moddalar tarkibiga bir necha turdagi har xil atomlar, kamida ikkitasi kiradi, deb taxmin qilish oson. Murakkab moddaning misoli suvdir, siz uning kimyoviy formulasini bilasiz - H2O.

Suv molekulalari ikki turdagi atomlardan iborat: vodorod va kislorod.

Murakkab moddalar Har xil turdagi atomlardan tashkil topgan moddalar

Keling, quyidagi tajribani qilaylik. Oltingugurt va sink kukunlarini aralashtiring. Biz aralashmani metall qatlamga joylashtiramiz va uni yog'och mash'al bilan olovga qo'yamiz. Aralash yonib ketadi va tezda yorqin olov bilan yonadi. Tugatgandan keyin kimyoviy reaksiya oltingugurt va rux atomlarini o'z ichiga olgan yangi modda hosil bo'ldi. Ushbu moddaning xossalari asl moddalar - oltingugurt va sinkning xususiyatlaridan butunlay farq qiladi.

Murakkab moddalar odatda ikki guruhga bo'linadi: Yo'q organik moddalar va ularning hosilalari va organik moddalar va ularning hosilalari. Masalan, tosh tuzi noorganik moddadir, kartoshka tarkibidagi kraxmal esa organik moddadir.

Moddalarning tuzilish turlari

Moddalarni tashkil etuvchi zarrachalar turiga ko'ra moddalar moddalarga bo'linadi molekulyar va molekulyar bo'lmagan tuzilish. Moddaning tarkibi turli tuzilish zarralarini o'z ichiga olishi mumkin, atomlar, molekulalar, ionlar kabi. Shuning uchun moddalarning uch turi mavjud: atom, ion va molekulyar tuzilishdagi moddalar. Har xil turdagi tuzilishdagi moddalar har xil xususiyatlarga ega bo'ladi.

Atom tuzilishidagi moddalar

Moddalarga misol atom tuzilishi uglerod elementidan hosil bo'lgan moddalar bo'lishi mumkin: grafit va olmos. Ushbu moddalarning tarkibi faqat uglerod atomlarini o'z ichiga oladi, ammo bu moddalarning xususiyatlari juda boshqacha. Grafit- kulrang-qora rangdagi mo'rt, oson tozalanadigan modda. Olmos- shaffof, sayyoradagi eng qattiq minerallardan biri. Nima uchun bir xil turdagi atomlardan tashkil topgan moddalar turli xil xususiyatlarga ega? Hamma narsa bu moddalarning tuzilishi bilan bog'liq. Grafit va olmosdagi uglerod atomlari turli yo'llar bilan bog'lanadi. Atom tuzilishidagi moddalar yuqori qaynash va erish nuqtalariga ega, qoida tariqasida ular suvda erimaydi, uchuvchan emas. Kristal panjara - kristall tuzilishini tahlil qilish uchun kiritilgan yordamchi geometrik tasvir.

Molekulyar tuzilishdagi moddalar- Bu deyarli barcha suyuqliklar va gazsimon moddalarning aksariyati. Kristalli moddalar ham bor, ularning kristall panjarasining tarkibi molekulalarni o'z ichiga oladi. Suv molekulyar tuzilishga ega moddadir. Muz ham molekulyar tuzilishga ega, lekin suyuq suvdan farqli o'laroq, u kristall panjaraga ega, bu erda barcha molekulalar qat'iy tartibga solinadi. Molekulyar tuzilishga ega moddalar past qaynash va erish nuqtalariga ega, odatda mo'rt va elektr tokini o'tkazmaydi.

Ion tuzilishga ega moddalar

Ion tuzilishli moddalar qattiq kristall moddalardir. Ionli birikmalarga osh tuzi misol bo'la oladi. Uning kimyoviy formulasi NaCl. Ko'rib turganingizdek, NaCl ionlardan iborat Na+ va Cl⎺, kristall panjaraning ma'lum joylarida (tugunlarida) almashinadi. Ionli tuzilishdagi moddalar yuqori erish va qaynash nuqtalariga ega, mo'rt, qoida tariqasida, suvda yaxshi eriydi va elektr tokini o'tkazmaydi. "Atom", "kimyoviy element" va "oddiy modda" tushunchalarini aralashtirib yubormaslik kerak.

• "Atom"- aniq tushuncha, chunki atomlar haqiqatan ham mavjud.
• "Kimyoviy element" jamoaviy, mavhum tushunchadir; tabiatda kimyoviy element erkin yoki kimyoviy bog'langan atomlar, ya'ni oddiy va murakkab moddalar shaklida mavjud.

Kimyoviy elementlarning nomlari va ularga mos keladigan oddiy moddalar ko'p hollarda mos keladi. Aralashmaning materiali yoki tarkibiy qismi haqida gapirganda - masalan, kolba xlor gazi bilan to'ldirilgan, suv eritmasi brom, keling, bir parcha fosforni olaylik - biz oddiy modda haqida gapiramiz. Agar xlor atomida 17 ta elektron, moddada fosfor, molekula ikkita brom atomidan iborat desak, kimyoviy elementni tushunamiz.

Oddiy moddaning (zarrachalar to'plamining) xossalari (xususiyatlari) va kimyoviy elementning (ma'lum turdagi izolyatsiya qilingan atom) xossalari (xarakteristikalari) o'rtasidagi farqni aniqlash kerak, quyidagi jadvalga qarang:

Aralashmalardan farqlash kerak aralashmalar, bu ham turli elementlardan iborat. Aralashmaning tarkibiy qismlarining miqdoriy nisbati o'zgaruvchan bo'lishi mumkin va kimyoviy birikmalar doimiy tarkibga ega. Misol uchun, bir stakan choyga siz bir qoshiq shakar yoki bir nechta va saxaroza molekulalarini qo'shishingiz mumkin. S12N22O11 aniq o'z ichiga oladi 12 uglerod atomi, 22 vodorod atomi va 11 kislorod atomi.

Shunday qilib, birikmalar tarkibini bitta kimyoviy formula va tarkibi bilan tavsiflash mumkin aralashmasi emas. Aralashmaning tarkibiy qismlari jismoniy va xususiyatlarini saqlab qoladi Kimyoviy xossalari. Misol uchun, agar siz temir kukunini oltingugurt bilan aralashtirsangiz, unda ikkita moddaning aralashmasi hosil bo'ladi.

Ushbu aralashmadagi oltingugurt ham, temir ham o'z xususiyatlarini saqlab qoladi: temir magnit tomonidan tortiladi, oltingugurt esa suv bilan namlanmaydi va uning yuzasida suzib yuradi. Agar oltingugurt va temir bir-biri bilan reaksiyaga kirishsa, formula bilan yangi birikma hosil bo'ladi FeS, na temir, na oltingugurt xususiyatlariga ega emas, balki o'ziga xos xususiyatlar to'plamiga ega. Birgalikda FeS temir va oltingugurt bir-biriga bog'langan va aralashmalarni ajratuvchi usullar bilan ajratilmaydi.

Mavzu bo'yicha maqoladan xulosalar Oddiy va murakkab moddalar

• Oddiy moddalar- bir xil turdagi atomlarni o'z ichiga olgan moddalar
• Elementlar metallar va metall bo'lmaganlarga bo'linadi
• Murakkablar - har xil turdagi atomlarni o'z ichiga olgan moddalar.
• Murakkablar bo'linadi organik va noorganik
• Atom, molekulyar va ion tuzilishga ega moddalar mavjud, ularning xossalari har xil
• Kristal hujayra kristall strukturasini tahlil qilish uchun kiritilgan yordamchi geometrik tasvirdir

Metall qotishmalarida kimyoviy birikmalar va tegishli fazalar xilma-xildir. Xususiyatlari kimyoviy birikmalar:

1. Kristal panjara birikma hosil qiluvchi komponentlarning panjaralaridan farq qiladi. Atomlar buyurtma qilingan. Kimyoviy birikmalar uzluksiz kristall panjaraga ega (7-rasm).

2. Komponentlarning oddiy karra nisbati birikmada doimo saqlanib qoladi, bu ularni quyidagi formula bilan ifodalash imkonini beradi: A n B m, A va B komponentlar; n va m tub sonlardir.

3. Murakkabning xossalari uning tarkibiy qismlarining xossalaridan kamdan-kam farq qiladi. Cu - HB35; Al - HB20; CuAl 2 - HB400.

4. Erish (dissosiatsiya) harorati doimiy.

5. Kimyoviy birikmaning hosil bo'lishi sezilarli issiqlik effekti bilan birga keladi.

Kimyoviy birikmalar katta farqga ega bo'lgan komponentlar o'rtasida hosil bo'ladi elektron tuzilma atomlar va kristall panjaralar.

7-rasm. Kristal panjaralar: a, b - NaCl birikmasi, c - Cu2MnSn birikmasi (hujayra 8 ta mis atomi, 4 ta marganets atomi va 4 ta qalay atomidan iborat)

Normal valentlikka ega tipik kimyoviy birikmalarga davriy sistemaning IV-VI guruh elementlariga ega Mg birikmalarini misol qilib keltirish mumkin: Mg 2 Sn, Mg 2 Pb, Mg 2 P 2, Mg 2 Sb 2, Mg 3 Bí 2, MgS va boshqalar Ayrim metallarning boshqalar bilan birikmalari intermetall birikmalar deyiladi. kimyoviy bog'lanish intermetalllarda u ko'proq metalldir.

Katta raqam metall qotishmalarida hosil bo'lgan kimyoviy birikmalar valentlik qonunlariga bo'ysunmasligi va doimiy tarkibga ega bo'lmagani uchun tipik kimyoviy birikmalardan ba'zi xususiyatlari bilan farq qiladi. Qotishmalarda hosil bo'lgan eng muhim kimyoviy birikmalarni ko'rib chiqing.

Amalga oshirish bosqichlari

O'tish metallari (Fe, Mn, Cr, Mo, Ti, V, W va boshqalar) metall bo'lmaganlar bilan hosil bo'ladi. C, N, H birikmalar: karbidlar (bilan BILAN), nitridlar (bilan N), boridlar (bilan IN), gidridlar (bilan H). Bu ko'pincha amalga oshirish bosqichlari deb ataladi.

Amalga oshirish bosqichlari quyidagi formulaga ega:

M 4 X(Fe 4 N, Mn 4 N va boshqalar),

M 2 X(W 2 C, Mo 2 C, Fe 2 N, Cr 2 N va boshqalar),

MX(WC, TiC, VC, NbC, TiN, VN va boshqalar).

Interstitsial fazalarning kristall tuzilishi metall bo'lmagan (Rx) va metall (Rm) atom radiuslarining nisbati bilan belgilanadi.

Agar Rx/Rm< 0,59, то атомы металла в этих фазах расположены по типу одной из простых кристаллических решеток: кубической (К8, К12) и гексагональной (Г12), в которую внедряются атомы неметалла, занимая в ней определенные поры.

Interstitsial fazalar o'zgaruvchan tarkibning fazalari bo'lib, tegishli (kimyoviy) formulalar odatda ulardagi metallarning maksimal miqdorini tavsiflaydi.

Interstitsial fazalar yuqori: elektr o'tkazuvchanligi, erish nuqtasi va yuqori qattiqlik.

Interstitsial fazalar erituvchi metalldan farq qiladigan kristall panjaraga ega.

Amalga oshirish bosqichlari asosida uni shakllantirish oson ayirish qattiq eritmalar(VC, TiC, ZrC, NbC), ba'zi atomlar panjara joylarida yo'q.

Elektron ulanishlar.

Bu birikmalar bir tomondan bir valentli (Cu, Ag, Au, Li, Na) metallar yoki oʻtish guruhidagi metallar (Mn, Fe, Co va boshqalar) oʻrtasida, ikkinchi tomondan valentligi 2 dan 5 gacha boʻlgan oddiy metallar (Be, Mg, Zn, Cd, Al va boshqalar) bilan hosil boʻladi.

Ushbu turdagi birikmalar (ingliz metall fizigi Hume-Rothery tomonidan aniqlangan) valent elektronlarning atomlar soniga ma'lum nisbati bilan tavsiflanadi: 3/2; 21/13; 7/4; har bir nisbat ma'lum bir kristall panjaraga mos keladi.

3/2 nisbatda bcc panjara hosil bo'ladi (belgilangan? - faza) (CuBe, CuZn, Cu 3 Al, Cu 5 Sn, CoAl, FeAl).

21/13 da ular murakkab kubik panjaraga ega (har bir hujayrada 52 atom) - ? - faza (Cu 5 Zn 8, Cu 31 Sn 8, Cu 9 Al 4, Cu 31 Si 8).

7/4 da yaqin o'ralgan olti burchakli panjara bor, belgilangan? - faza (CuZn 3, CuCd 3, Cu 3 Si, Cu 3 Sn, Au 3 Sn, Cu 5 Al 3).

Elektron birikmalar ko'plab texnik qotishmalarda - Cu va Zn, Cu va Sn (qalay), Fe va Al, Cu va Si va boshqalarda uchraydi. Odatda, tizimda barcha uch faza (?, ?, ?) kuzatiladi.

Elektron birikmalar atomlarning ma'lum nisbatiga ega, kristall panjara komponentlarning panjaralaridan farq qiladi - bular kimyoviy belgilar. ulanishlar. Biroq, birikmalarda atomlarning tartibli joylashuvi mavjud emas. Haroratning pasayishi bilan (isitishdan keyin) qisman buyurtma paydo bo'ladi, lekin to'liq emas. Elektron birikmalar keng konsentratsiyali qattiq eritmalarni tashkil etuvchi komponentlar bilan hosil bo'ladi.

Shunday qilib, bu turdagi birikmalar kimyoviy birikmalar va qattiq eritmalar o'rtasida oraliq deb hisoblanishi kerak.

1-jadval - Elektron ulanishlar

Laves fazalari

Formulaga ega bo'ling AB 2 , komponentlarning atom diametrlari nisbati bo'lganda hosil bo'ladi D A /D IN = 1,2 (odatda 1,1-1,6). Laves fazalarida hcp olti burchakli panjara (MgZn 2 va MgNi 2, BaMg 2, MoBe 2, TiMn 2) yoki fcc (MgCu 2, AgBe 2, Ca Al 2, TiBe 2, TiCr 2) mavjud. Bu fazalar super qotishmalarda qattiqlashtiruvchi intermetalik fazalar sifatida yuzaga keladi.

• barcha metallar;
• ko'p metall bo'lmaganlar (inert gazlar, C , Si , B , Se , Sifatida , Te ).

Molekulalar quyidagilardan iborat:

• deyarli barcha organik moddalar;
• oz miqdordagi noorganik: oddiy va murakkab gazlar ( H2, O2 , O 3, N 2, F2, Cl2, NH3, CO, CO2 , SO 3, SO2, N2O, YO'Q, YO'Q 2, H 2 S), shuningdek H2O, Br2, men 2 va boshqa ba'zi moddalar.

Ionlar quyidagilardan iborat:

• barcha tuzlar;
• ko'p gidroksidlar (asoslar va kislotalar).

Atomlar yoki molekulalardan - molekulalardan yoki ionlardan iborat. Oddiy moddalar molekulalari bir xil atomlardan tashkil topgan murakkab moddalar molekulalari turli atomlardan.

Kompozitsiyaning doimiylik qonuni

Kompozitsiyaning doimiylik qonuni kashf etildi J. Prust 1801 yilda:

Har qanday modda, uni ishlab chiqarish usulidan qat'i nazar, doimiy sifat va miqdoriy tarkibga ega.

Masalan, uglerod oksidi CO 2 bir necha usul bilan olish mumkin:

• C + O 2 \u003d t \u003d CO 2
• MgCO 3 + 2HCl \u003d MgCl 2 + H 2 O + CO 2
• 2CO + O 2 \u003d 2CO 2
• CaCO 3 \u003d t \u003d CaO + CO 2

Biroq, tayyorlash usulidan qat'i nazar, molekula CO 2 har doim bir xil bo'ladi birikma: 1 uglerod atomi Va 2 ta kislorod atomi.

Esda tutish muhim:

• Qarama-qarshi da'vo - bu ma'lum bir birikma ma'lum bir tarkibga mos keladi, noto'g'ri. Masalan, dimetil efir Va etanol da aks ettirilgan bir xil sifat va miqdoriy tarkibga ega eng oddiy formula C 2 H 6 O, ammo ular turli xil moddalardir, chunki ular boshqa tuzilishga ega. Yarim kengaytirilgan shaklda ularning ratsional formulalari boshqacha bo'ladi:

1. CH 3 - O - CH 3(dimetil efir);
2. CH 3 - CH 2 - OH(etanol).

• Kompozitsiyaning doimiylik qonuni faqat molekulyar tuzilishga ega bo'lgan birikmalarga qat'iy amal qiladi ( daltonidlar). Molekulyar bo'lmagan tuzilishga ega birikmalar ( bertolidlar) ko'pincha o'zgaruvchan tarkibga ega.

Murakkab moddalar va mexanik aralashmalarning kimyoviy tarkibi

Murakkab (kimyoviy birikma) turli kimyoviy moddalar atomlaridan tashkil topgan moddadir.

Kimyoviy birikmaning asosiy xususiyatlari:

• Bir xillik;
• Kompozitsiyaning doimiyligi;
• Fizikaviy va kimyoviy xossalarning doimiyligi;
• Shakllanish jarayonida emissiya yoki yutilish;
• Komponent qismlarga ajratishning mumkin emasligi jismoniy usullar.

Tabiatda mutlaqo toza moddalar yo'q. Har qanday moddada aralashmalarning kamida arzimas foizi mavjud. Shuning uchun amalda har doim moddalarning mexanik aralashmalari bilan shug'ullanadi. Biroq, agar aralashmadagi bitta moddaning tarkibi boshqa barcha moddalardan sezilarli darajada oshsa, u holda shartli ravishda bunday modda ekanligiga ishoniladi individual kimyoviy birikma.

Sanoat tomonidan ishlab chiqarilgan moddalardagi aralashmalarning ruxsat etilgan tarkibi standartlar bilan belgilanadi va moddaning markasiga bog'liq.

Odatda moddalarning quyidagi belgilari qabul qilinadi:

• texnologiya - texnik (tarkibida 20% gacha bo'lishi mumkin; aralashmalar);
• h - toza;
• chda - tahlil qilish uchun toza;
• hch - kimyoviy jihatdan toza;
• osch - yuqori tozalik (tarkibdagi aralashmalarning ruxsat etilgan darajasi - gacha 10 -6 % ).

Mexanik aralashma hosil qiluvchi moddalar deyiladi komponentlar. Bunda massasi aralashma massasining katta qismini tashkil etuvchi moddalar deyiladi asosiy komponentlar, va aralashmani tashkil etuvchi barcha boshqa moddalar - aralashmalar.

Mexanik aralashma va kimyoviy birikma o'rtasidagi farqlar:

• Har qanday mexanik aralashmani farqiga qarab fizik usullar bilan uning tarkibiy qismlariga bo'lish mumkin zichliklar, qaynash nuqtalari Va erish, eruvchanligi, magnitlanish qobiliyati va boshqalar jismoniy xususiyatlar aralashmani tashkil etuvchi komponentlar (masalan, yog'och va temir qoplamining aralashmasi yordamida ajratish mumkin H 2 O yoki magnit)
• Kompozitsiyaning nomutanosibligi;
• Fizikaviy va kimyoviy xususiyatlarning nomuvofiqligi;
• Heterojenlik (garchi gazlar va suyuqliklarning aralashmalari bir hil bo'lishi mumkin, masalan, havo).
• Mexanik aralashmaning hosil bo'lishi jarayonida energiyaning chiqishi va yutilishi bo'lmaydi.

Mexanik aralashmalar va kimyoviy birikmalar o'rtasidagi oraliq pozitsiyani egallaydi yechimlar:

Kimyoviy birikmalarga kelsak, eritmalar quyidagilar bilan tavsiflanadi:

• bir xillik;
• eritma hosil bo'lganda issiqlikning chiqishi yoki yutilishi.

Mexanik aralashmalarga kelsak, eritmalar quyidagilar bilan tavsiflanadi:

• fizik usullar bilan boshlang'ich moddalarga ajratish qulayligi (masalan, eritmani bug'lantirish orqali). osh tuzi, alohida mavjud H 2 O Va NaCl);
• kompozitsiyaning o'zgaruvchanligi - ularning tarkibi juda katta farq qilishi mumkin.

Kimyoviy tarkibi massa va hajm bo'yicha

Kimyoviy birikmalarning tarkibi, shuningdek, turli moddalar va eritmalar aralashmalarining tarkibi massa ulushlarida (massa%), suyuqliklar va gazlar aralashmalarining tarkibi esa, qo'shimcha ravishda, hajm ulushlarida (hajm%) ifodalanadi.

Kimyoviy elementlarning massa ulushlari bilan ifodalangan murakkab moddaning tarkibi deyiladi materiyaning massaviy tarkibi.

Masalan, kompozitsiya H 2 O vazn bo'yicha:

Ya'ni, buni aytish mumkin suvning kimyoviy tarkibi (massa bo'yicha): 11,11% vodorod va 88,89% kislorod.

Mexanik aralashmadagi komponentning massa ulushi (V)- bu birlik yoki 100% sifatida olingan aralashmaning umumiy massasidan komponentning massasi aralashmaning qaysi qismi ekanligini ko'rsatadigan raqam.

W 1 \u003d m 1 / m (qarang), m (qarang) \u003d m 1 + m 2 + .... mn,

Qayerda m 1 1-(ixtiyoriy) komponentning massasi, n aralashmaning tarkibiy qismlari soni, m 1 … m n aralashmani tashkil etuvchi komponentlarning massalari, m (sm.) aralashmaning massasi hisoblanadi.

Masalan, asosiy komponentning massa ulushi :

W (asosiy kompilyatsiya) =m (asosiy kompyuter) /m (qarang)

Nopoklikning massa ulushi:

Vt (taxminan) \u003d m (taxminan) / m (qarang)

Aralashmani hosil qiluvchi barcha komponentlarning massa ulushlari yig'indisi teng 1 yoki 100% .

Hajm ulushi gazlar (yoki suyuqliklar) aralashmasidagi gaz (yoki suyuqlik) - bu raqam , sifatida qabul qilingan aralashmaning umumiy hajmidan berilgan gazning (yoki suyuqlikning) hajmining qaysi qismi hajmini ko'rsatish 1 yoki uchun 100% .

Gazlar yoki suyuqliklar aralashmasining hajmiy ulushlarda ifodalangan tarkibi deyiladi aralashmaning hajmi bo'yicha tarkibi.

Masalan, quruq havo aralashmasining tarkibi:

• Hajmi bo'yicha:W haqida ( N2) = 78,1% , Vt hajmi (O2) = 20,9%
• Og'irligi bo'yicha: W(N2) = 75,5%,V(O2) = 23,1%

Bu misol chalkashmaslik uchun ko'rsatish har doim to'g'ri ekanligini aniq ko'rsatib turibdi vazn bo'yicha yoki hajmi bo'yicha aralashma komponentining tarkibi ko'rsatilgan, chunki bu ko'rsatkichlar har doim farqlanadi: havo kislorod aralashmasidagi massa bo'yicha u chiqadi. 23,1 % , va hajmi bo'yicha - jami 20,9%.

Yechimlar sifatida ko'rish mumkin aralashmalar erigan va erituvchidan. Shuning uchun ularning kimyoviy tarkibi, har qanday aralashmaning tarkibi kabi, ifodalanishi mumkin komponentlarning massa ulushlarida:

Vt (eritma in-va) \u003d m (in-va ichida eritiladi) / m (eritma),

Qayerda

m (eritma) \u003d m (erituvchi in-va) + m (eritma)

yoki

m (p-ra) = p(r-ra) V (r-ra)

Eritma tarkibi, erigan moddaning massa ulushi bilan ifodalangan (in % ), deyiladi foiz kontsentratsiyasi bu yechim.

Suyuqlikdagi suyuqlik eritmalarining tarkibi (masalan, suvdagi spirt, suvdagi aseton) hajmiy ulushlarda qulayroq ifodalanadi:

W taxminan % (sol. w) \u003d V (sol. w) V (eritma) 100%;

Qayerda

V (r-ra) \u003d m (r-ra) / p (r-ra)

yoki taxminan

V (eritma) ≈ V (H2O) + V (sol. w)

Masalan, sharob va aroq mahsulotlaridagi alkogol miqdori massada emas, balki ko'rsatilgan hajm kasrlari(% ) va ushbu raqamga qo'ng'iroq qiling qal'a ichish.

Murakkab yechimlar qattiq moddalar suyuqliklarda yoki suyuqliklardagi gazlar hajm kasrlarida ifodalanmaydi.

Kimyoviy formula kimyoviy tarkibning ko'rinishi sifatida

Moddaning sifat va miqdoriy tarkibi yordamida ko'rsatiladi kimyoviy formula. Masalan, kaltsiy karbonat mavjud kimyoviy formula « CaCO3 » . Ushbu yozuvdan quyidagi ma'lumotlarni olish mumkin:

• Molekulalar soni – 1 .
• Moddaning miqdori – 1 mol.
• Sifatli tarkibi(qanday kimyoviy elementlar moddani hosil qiladi) - kaltsiy, uglerod, kislorod.
• Moddaning miqdoriy tarkibi:

1. Bir moddaning bir molekulasidagi har bir element atomlari soni: Kaltsiy karbonat molekulasi quyidagilardan iborat 1 kaltsiy atomi, 1 uglerod atomi Va 3 ta kislorod atomi .
2. 1 mol moddadagi har bir elementning mollari soni: 1 mol ichida CaCO 3(6,02 10 23 molekula) o'z ichiga oladi 1 mol (6,02 10 23 atom) kaltsiy , 1 mol (6,02 10 23 atom) uglerod Va 3 mol (3 6,02 10 23 atom) kimyoviy element kislorod )

• Moddaning massa tarkibi:

1. Har bir elementning 1 mol moddadagi massasi: 1 mol kaltsiy karbonat (100 g) kimyoviy elementlarni o'z ichiga oladi: 40 g kaltsiy , 12 g uglerod, 48 g kislorod.
2. Kimyoviy elementlarning moddadagi massa ulushlari (moddaning tarkibi og'irlik bo'yicha foizda):

W (Ca) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (1 40) / 100 \u003d 0,4 (40%)

W (C) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (1 12) / 100 \u003d 0,12 (12%)

W (O) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (3 16) / 100 \u003d 0,48 (48%)

• Ion tuzilishga ega bo'lgan modda uchun (tuzlar, kislotalar, asoslar) - moddaning formulasi haqida ma'lumot beradi ionlar soni molekuladagi har bir tur, ularning miqdori Va 1 mol moddadagi ionlarning massasi:

1. Molekula CaCO 3 iondan tashkil topgan Taxminan 2+ va ion CO 3 2-
2. 1 mol ( 6.02 10 23 molekulalar) CaCO 3 o'z ichiga oladi 1 mol Ca 2+ ionlari Va 1 mol ion CO 3 2- ;
3. 1 mol (100 g) kaltsiy karbonat o'z ichiga oladi 40 g ionlar Taxminan 2+ Va 60 g ionlar CO 3 2- ;

Adabiyotlar ro'yxati:

Kimyoviy birikma uchun quyidagi o'ziga xos xususiyatlar xarakterlidir:

1) Kristal panjara birikma hosil qiluvchi komponentlarning panjaralaridan farq qiladi.

2) Komponentlarning oddiy karra nisbati birikmada doimo saqlanadi. Bu ularning tarkibini oddiy formula bilan ifodalash imkonini beradi A m B n, bu erda A va B mos keladigan elementlar, n va m - tub sonlar.

3) Murakkabning xossalari uning tarkibiy qismlarining xususiyatlaridan keskin farq qiladi.

4) Erish (dissosiatsiya) harorati doimiy.

5) Kimyoviy birikma hosil bo'lishi sezilarli issiqlik effekti bilan birga keladi.

Kimyoviy birikmalar atomlar va kristall panjaralarning elektron tuzilishida katta farqga ega bo'lgan komponentlar o'rtasida hosil bo'ladi.

Odatdagi kimyoviy birikmalarga misol tariqasida IV-VI guruh elementlari bo'lgan magniy birikmalarini nomlash mumkin. davriy tizim: Mg 2 Sn, Mg 2 Pb, Mg 2 P, Mg 3 Sb, MgS va boshqalar.

Ba'zi metallarning boshqalar bilan birikmalari umumiy ism intermetall birikmalar yoki intermetall birikmalar.

Metallning metall bo'lmagan birikmalari (nitridlar, oksidlar, karbidlar va boshqalar) ham metall, ham bo'lishi mumkin. ionli bog'lanish. Bo'lgan birikmalar metall bog'lanish metall birikmalar deyiladi.

Metall qotishmalarida hosil bo'lgan ko'p miqdordagi kimyoviy birikmalar odatdagi kimyoviy birikmalardan farq qiladi, chunki ular valentlik qonunlariga bo'ysunmaydi va doimiy tarkibga ega emas. Qotishmalarda hosil bo'lgan eng muhim kimyoviy birikmalarni ko'rib chiqing.

7.2.1 Amalga oshirish bosqichlari. O'tish metallari (Fe, Mn, Cr, Mo va boshqalar) uglerod, azot, bor va vodorod bilan hosil bo'ladi, ya'ni. kichik atom radiusiga ega bo'lgan elementlar bilan, birikmalar: karbidlar, nitridlar, boridlar va gidridlar. Ular umumiy tuzilish va xususiyatlarga ega va ko'pincha penetratsion fazalar deb ataladi.

Interkalatsiya fazalari M 4 X (Fe 4 N, Mn 4 N va boshqalar), M 2 X (W 2 C, Fe 2 N va boshqalar), MX (WC, TiC, TiN va boshqalar) formulasiga ega.

Interstitsial fazalarning kristall tuzilishi metall bo'lmagan (R x) va metall (RM) atom radiuslarining nisbati bilan belgilanadi. Agar R x / R M<59, то атомы в этих фазах расположены по типу одной из кристаллических решеток: кубической или гексагональной, в которую внедряются атомы неметалла, занимая в ней определенные поры.

Interkalatsiya fazalari o'zgaruvchan tarkibli fazalardir. Karbidlar va nitridlar yuqori qattiqlikka ega. Interstitsial fazalarning kristall panjarasi metalldan farq qiladi.

7.2.2. Elektron birikmalar (Hume-Rothery fazalari). Bu birikmalar ko'proq bir valentli (Cu, Ag, Au, Li, Na) metallar yoki o'tish guruhidagi metallar (Fe, Mn, Co va boshqalar) o'rtasida va valentligi 2 dan 5 gacha bo'lgan oddiy metallar bilan (Be,

Mg, Zn, Cd, Al va boshqalar), boshqa tomondan. Ushbu turdagi birikmalar valentlik elektronlari sonining atomlar soniga ma'lum nisbatiga ega, ya'ni. ma'lum elektron kontsentratsiyasi. Bu nisbatlar, ingliz metall fizigi Hume-Rothery ko'rsatganidek, 3/2, 21/13 va 7/4 bo'lishi mumkin va har bir nisbat ma'lum bir kristall panjaraga to'g'ri keladi: mos ravishda tana markazli kub yoki olti burchakli panjara, murakkab kubik panjara va yuz markazli kub panjara.

7.2.3 Laves fazalari. Ushbu fazalar AB 2 formulasiga ega va atom diametrlari taxminan 1:1,2 nisbatda bo'lgan elementlar orasida hosil bo'ladi. Masalan, MgZn 2, TiCr 2 va boshqalar.Laves fazalari issiqlikka chidamli qotishmalarda qotib qoladigan intermetaliklar sifatida uchraydi.

Qattiq eritmalar

Qattiq eritmalar - qotishma komponentlardan biri o'zining kristall panjarasini saqlab qoladigan fazalar va boshqa (yoki boshqa) komponentlarning atomlari birinchi komponent (erituvchi) panjarasida joylashgan bo'lib, uning hajmini o'zgartiradi. Shunday qilib, bir nechta komponentlardan tashkil topgan qattiq eritma bir turdagi panjaraga ega va bir fazani ifodalaydi. Bundan tashqari, qattiq eritma komponentlarning ma'lum nisbatida (kimyoviy birikmadagi kabi) emas, balki bir qator konsentratsiyalarda mavjud.

Qattiq eritmalarni farqlang .

Qattiq almashtirish eritmalari hosil bo'lganda, erigan komponentning atomlari uning kristall panjarasidagi erituvchining ba'zi atomlarini almashtiradi (26-rasm). b).

Interstitsial qattiq eritma hosil bo'lganda (26-rasm, V) erigan komponentning atomlari erituvchining kristall panjarasining interstitsiallarida (bo'shliqlarida) joylashgan.

26-rasm. BCC kristall panjarasi: A- toza metall b- qattiq almashtirish eritmasi, V- interstitsialning qattiq eritmasi; A - asosiy metall atomlari, B - o'rnini bosuvchi atomlar, C - interstitsial atomlar.

Metalllar turli darajada qattiq holatda bir-birida eriydi va cheklangan yoki cheksiz eruvchanlikka ega bo'lgan o'rnini bosuvchi qattiq eritmalar hosil qiladi. Cheksiz eruvchanlikka ega qattiq eritmalar quyidagi sharoitlarda hosil bo'ladi:

1) Komponentlar bir xil turdagi (izomorf) kristall panjaralarga ega bo'lishi kerak.

2) Komponentlarning atom o'lchamlaridagi farq ahamiyatsiz bo'lishi va 10-15% dan oshmasligi kerak.

3) Komponentlar davriy elementlarning bir xil (yoki o'zaro bog'liq) guruhiga tegishli bo'lishi kerak.

Ba'zi qotishmalarda (masalan, Cu-Au, Fe-Al), yuqori haroratlarda (komponent atomlarining tasodifiy almashinishi bilan) o'rnini bosuvchi eritmalar hosil qiladi, atomlarning qayta taqsimlanishi jarayoni ma'lum haroratlarda sekin sovutish yoki uzoq vaqt isitish vaqtida sodir bo'ladi. Nisbatan past haroratlarda barqaror bo'lgan qattiq eritmalar deyiladi tartibli qattiq eritmalar yoki ustki tuzilmalar. Tartibli qattiq eritmalar qattiq eritmalar va kimyoviy birikmalar orasidagi oraliq fazalar sifatida ko'rib chiqilishi mumkin. Kimyoviy birikmalardan farqli o'laroq, tartibli qattiq eritmalarning kristall panjarasi erituvchi panjara hisoblanadi. Buyurtma qilingan qattiq eritmalarning hosil bo'lishi fizik va mexanik xususiyatlarning o'zgarishi bilan birga keladi. Odatda kuch ortadi va egiluvchanlik pasayadi.

Qattiq eritmalar hosil qilish qobiliyati nafaqat sof elementlarga, balki kimyoviy birikmalarga ham xosdir. Bunday hollarda kimyoviy birikmaning kristall panjarasi saqlanib qoladi, ammo tarkibiy qismlardan birining atomlarining ortiqcha soni boshqa komponentning ma'lum miqdordagi atomlarini almashtirishi mumkin. Bundan tashqari, ayni paytda alohida tugunlarda bo'sh joylar - bo'shliqlar paydo bo'lishi mumkin. Kimyoviy birikmalarga asoslangan qattiq eritmalar, ularning hosil bo'lishi panjara joylarida bo'sh bo'shliqlar paydo bo'lishi bilan birga olib tashlanadigan eritmalar deb ataladi.

XULOSA

ostida qotishma ikki yoki undan ortiq elementlarni birlashtirish natijasida olingan moddani anglatadi.

Muvozanatda bo'lgan fazalar to'plami deyiladi tizimi. bosqichi bir xil tarkibga, kristall tuzilishga va xususiyatlarga ega, bir xil yig'ilish holatiga ega bo'lgan va interfeysning tarkibiy qismlaridan ajratilgan tizimning bir hil komponentlari deb ataladi. ostida tuzilishi metallar va qotishmalardagi fazalarning o'zaro joylashishi shakli, hajmi va tabiatini tushunish. Qotishma tarkibidagi komponentlar mexanik aralashmalar, kimyoviy birikmalar yoki qattiq eritmalar hosil qilishi mumkin.

mexanik aralashma ikkita komponent qattiq holatda o'zaro erishga qodir bo'lmaganda va birikma hosil qilish uchun kimyoviy reaktsiyaga kirmasa hosil bo'ladi.

Kimyoviy birikmalar atomlar va kristall panjaralarning elektron tuzilishida katta farqga ega bo'lgan komponentlar o'rtasida hosil bo'ladi. Kimyoviy birikmaning tuzilishi va xossalari uni yaratgan komponentlarning tuzilishi va xossalaridan farq qiladi.

Qotishmalarda hosil bo'lgan eng muhim kimyoviy birikmalar:

Amalga oshirish bosqichlari

Elektron ulanishlar (Hume-Rothery fazalari)

Laves fazalari

qattiq eritmalar qotishma tarkibiy qismlaridan biri o'zining kristall panjarasini saqlaydigan va boshqa (yoki boshqa) komponentlarning atomlari birinchi komponentning (erituvchi) panjarasida joylashgan bo'lib, uning hajmini o'zgartiradigan fazalar deb ataladi.

Qattiq eritmalarni farqlang almashtirish, qo'shish va ayirish.

Ko'rib chiqish savollari

1. Qotishma nima?

2. “Faza”, “tizim”, “tuzilma” atamalariga ta’rif bering.

3. Qotishmada komponentlarning mexanik aralashmasi, qachon kimyoviy birikma hosil bo'ladi?

4. Qattiq eritmalar deb nimaga aytiladi? Qattiq eritmalarning qanday turlarini bilasiz?

8. STATUS diagrammasi

holat diagrammasi qotishma holatining grafik tasviridir. Davlat diagrammalari muvozanat sharoitlari yoki ularga etarlicha yaqin bo'lgan shartlar uchun qurilgan. Shuning uchun holat diagrammasini muvozanat diagrammasi deb ham atash mumkin.

Muvozanat holati erkin energiyaning minimal qiymatiga mos keladi. Ushbu holatga qotishma haddan tashqari qizib ketish yoki haddan tashqari sovutish bo'lmaganda erishish mumkin. Holat diagrammasi nazariy holatdir, chunki Muvozanat o'zgarishlari (o'ta sovutish yoki qizib ketishsiz) amalda mumkin emas

sya. Odatda, past isitish yoki sovutish tezligida sodir bo'ladigan transformatsiyalar amalda qo'llaniladi.

Barqaror fazalarning birgalikda yashashini tartibga soluvchi umumiy qonuniyatlarni matematik tarzda quyidagicha ifodalash mumkin bosqich qoidalari yoki Gibbs qonuni.

Faza qoidasi tizimning erkinlik darajasi va tarkibiy qismlarning fazalari soni o'rtasidagi miqdoriy bog'liqlikni beradi.

ostida erkinlik darajalari soni (variant) tizimlar tizimdagi fazalar sonini o'zgartirmasdan o'zgartirilishi mumkin bo'lgan tashqi va ichki omillar (harorat, bosim, kontsentratsiya) sonini tushunadi.

Faza qoidasi.

C \u003d k - f + 2

BILAN- erkinlik darajalari soni; k- komponentlar soni; f- bosqichlar soni; 2 tashqi omillar soni.

Faza qoidasi faqat muvozanat holati uchun amal qiladi.

Faza qoidasi tenglamasida mustaqil o'zgaruvchilar konsentratsiya, harorat va bosimdir. Agar metalldagi barcha transformatsiyalar doimiy bosimda sodir bo'ladi deb faraz qilsak, u holda o'zgaruvchilar soni bittaga kamayadi.

C \u003d k - f + 1

Misol. Keling, bir komponentli tizimning erkinlik darajasi qanday o'zgarishini ko'rib chiqaylik ( k=1) sof metall kristallanish holati uchun. Metall suyuq holatda bo'lganda, ya'ni. f=1(bir faza suyuqlik), erkinlik darajalari soni 1. Bu holda harorat agregatsiya holatini o'zgartirmasdan o'zgarishi mumkin. Kristallanish davrida f=2(ikki faza - qattiq va suyuq), C=0. Bu shuni anglatadiki, ikki faza qat'iy belgilangan haroratda (erish nuqtasi) muvozanatda bo'ladi va uni bir faza yo'qolguncha o'zgartirib bo'lmaydi, ya'ni. tizim monovariant bo'lmaydi ( C=1).