திண்மங்களில் பிணைப்புகள்

திண்மங்கள் அவைகளின் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான பிணைப்பின் தன்மையை வைத்து வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. மரபு சார்ந்த வகைப்பாடு நான்கு வகையான பிணைப்புகளை வேறுபடுத்தி காட்டுகிறது.[1]

ஒத்த தன்மையுள்ள திண்மங்களில் இலத்திரன் பகிர்வு[2] தனித்தன்மையுடன் காணப்படும். அவைகளின் வெப்பவியக்கம், மின்னணு மற்றும் இயக்கவியல் பண்புகள் யாவுமே தனித் தன்மையுடன் காணப்படும். முக்கியமாக இவைகளின் பரஸ்பர பிணைப்பு ஆற்றல் வேறுபடும். திண்மங்களின் இடையில் உள்ள பிணைப்புகள் கலந்ததாகவும் இடைநிலை தன்மை கொண்டதாகவும் காணப்படும். எல்லா திண்மங்களும் ஒரு குறிப்பிட்ட முறையில் பண்புகளைப் பெற்றிருப்பதில்லை சில வேளைகளில் இரண்டுக்கும் இடைபட்ட இடை நிலை பண்புகளைப் பெற்றிருக்கும்

திண்மங்களின் அடிப்படை வகைப்பாடுதொகு

வலைப்பின்னல் சகபிணைப்பு திண்மம்தொகு

இவ்வகைத் திண்மங்களில் அணுக்கள் ஒன்றொடொன்று வலைப்பின்னல் போன்ற சகப் பிணைப்புகளால் (ஒரே வைகையான மின்னெதிர்த்தன்மை கொண்ட அணுக்களுக்கு இடையே இலத்திரன்கள் பகிரப்படுவது) கட்டப்பட்டிருக்கும். இதனால் இவைகள் சில வேளைகளில் ஒரே பெரிய மூலக்கூறாகக் கருதப்படும். இதற்கு வைரம் ஒரு சிறந்த எடுத்துக்காட்டாகும். மற்றவை சிலிக்கான்[3], குவார்ட்சு, மற்றும் கிராபைட்டு ஆகியவை.

பண்புகள்தொகு

  • உயர் வலிமை (கிரபைட்டு தவிர)
  • உயர் மீள்மைக் குணகம்
  • குறைந்த உருகும் தன்மை
  • உடையும் தன்மை

இவைகளின் வலிமை, விறைப்புத் தன்மை மற்றும் உயர் உருகுநிலை அனைத்தும் அணுக்களைப் பிணைத்திருக்கும் சகப் பிணைப்பின் வலிமை மற்றும் விறைப்புத் தன்மையின் விளைவுகளே ஆகும். இவைகள் குறிப்பிடத்தக்க வகையில் உடையும் தன்மை கொண்டதாக இருக்கும். ஏனென்றால் சகப்பிணைப்புகள் நெகிழும் தன்மையுள்ள உடைதல் அல்லது வெட்டுப்படுதல் நிகழும்போது அவற்றை இவைகள் எதிர்க்கும். இந்த எதிர்ப்பு விசையும் சேர்ந்து இவை உடைந்து விடும். இந்த உடையும் தன்மை இயந்திரவியலில் பொருட்களின் முறிவு அல்லது விரிசலுக்கான காரணத்தை விளக்குகிறது.

இதை நாம் இயந்திரவியலில் முறிவு என்கிற தலைப்பின் கீழ் காணலாம். மூலப் பொருட்களுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளியை வைத்து வலைப்பின்னல் சக பிணைப்பு திண்மங்கள் கடத்தா பொருளாகவோ பகுதி கடத்தி ஆகவோ காணப் படலாம்.

அயனித் திண்மங்கள்தொகு

அணுக்கள் ஒன்றொடொன்று அயனிப் பிணைப்புகள் மூலம் இணைக்கப்படும்போது அயனித் திண்மங்கள் உருவாகின்றன. அயனிப் பிணைப்புகள் என்றால் எதிர் எதிர் மின்னூட்டங்கள் நிலைமின்னூட்டம் மூலம் ஈர்க்கப்படும்போது உருவாவது ( குறைந்த எதிர்மின்தன்மை கொண்ட அணுவிலிருந்து அதிக எதிர்மின்தன்மை கொண்ட அணுவிற்கு இலத்திரன்கள் மாற்றப்படும்போது அயனிப் பிணைப்புகள் உருவாகும்). அயனிச் சேர்மங்கள் கார உப்பு மற்றும் ஆல்கலின்களோடு (காரங்கள்) உப்பீனிகள் (ஹலோஜென்ஸ்) இணையும் போது உருவாகும். நாம் அன்றாடம் உணவில் சேர்க்கும் உப்பு இதற்கு ஒரு நல்ல எடுத்துக் காட்டு.

அயனித் திண்மங்கள் இடைநிலை கொண்ட வலிமையும் உடையும் தன்மையும் கொண்டதாக இருக்கும். பொதுவாக இவைகளின் உருகும் தன்மை மிக அதிகம். ஆனால் சில வகை நேர்மின் அயனிகளையும் எதிர்மின் அயனிகளையும் இணத்து ஒரு அயனித் திரவத்தை உருவாக்கும் போது அவற்றின் உறைநிலை அறை வெப்பநிலைக்கும் கீழே இருக்கும். எல்லா திண்மங்களின் ஆவியழுத்தம் அளவுக்கதிகமாக குறைவாக இருக்கும். ஏனென்றால் ஒரு இணை மின்னேற்றமுற்ற அணுக்களை வெளியேற்றுவதற்கு அதிக அளவு ஆற்றல் தேவை.

உலோகத் திண்மங்கள்தொகு

உள்ளடங்கா பங்கீடு செய்யப்பட்ட அடர் மிகுந்த இலத்திரன்கள் உலோகத் திண்மங்களைப் பிணைக்கும் போது உலோகப் பிணைப்புகள் உருவாகிறது. இந்த வகை பிணைப்புகளுக்குச் சிறந்த எடுத்துக்காட்டு செப்பு, மற்றும் அலுமினியம் ஆகும். ஆனால் சில பொருட்கள் மின்னணு சார்ந்து உலோகங்கள் என்று கூறப்பட்டாலும் இயந்திரவியல் அல்லது வெப்ப இயக்கவியல் சம்பந்தமாக பார்த்தால் அவைகளின் உலோகப் பிணைப்பு மிகச் சிறியதாக அல்லது இல்லாதது போலக் காணப்படும். வரையறைப்படி பிணைப்பு கற்றைகளுக்குள் பெர்மி நிலையில் எந்த இடைவெளியும் இன்றிக் காணப்படும், எனவே கடத்தும் பண்புக் கொண்டதாகக் காணப்படுகிறது.

தூய உலோகப் பிணைப்புகளைக் கொண்ட திண்மங்கள் நீள்தன்மை அல்லது வளையும் தன்மை கொண்டதாகக் காணப்படும். இவை தூய நிலையில் மிகக் குறைந்த பலம் உள்ளதாகவும் குறைந்த உருகுநிலை கொண்டதாகவும் (எ.டு. பாதரசம் 234 K (−39 °C) வெப்பநிலையில் உருகும்) காணப்படும். இதற்குக் காரணம் உலோகப் பிணைப்புகளின் திசைச்சாரா மற்றும் மின்முனைவற்ற தன்மை ஆகும். இவைகள் அணுக்களை தங்கள் பிணைப்புகளின் இடைவினைகளை அறுத்துக் கொள்ளாமல் ஒன்றையொன்று கடந்து செல்ல உதவும். படிகக் குறைபாடுகளை (உதாரணமாகக் கலப்புலோகம்) அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் நாம் அதைத் திடப்படுத்தலாம். இது அணுக்களின் இடப்பெயர்ச்சியின் போது நடைபெறும் இடப்பெயர்ச்சியில் தலையிட்டு அந்த உலோகத்தின் வடிவம் மாறச் செய்கிறது. மேலும் சில நிலைமாற்ற உலோகங்கள் உலோகப் பிணைப்போடு திசைப் பிணைப்புகளையும் தோற்றுவிக்கும். இது உலோகத்தின் வெட்டும் தன்மையை அதிகரித்து, நீள் தன்மை மற்றும் வளையும் தன்மையைக் குறைத்து சகப்பிணைப்பின் பண்புகளைக் கொடுக்கும் .

மூலக்கூறுத் திண்மங்கள்தொகு

ஒரு செம்மையான மூலக்கூறு திண்மமானது (molecular solid) சிறிய மின்முனைவற்ற சகpபிணைப்பு மூலக்கூறுகளைக் கொண்டு இருக்கும். இம்மூலக்கூறுகள் இலண்டன் கலைவு விசையினால் (வான் டெர் வால்ஸ் விசை) ஒன்றொடொன்று பிணைக்கப்பட்டிருக்கும் அல்லது இணைக்கப்பட்டிருக்கும். இதற்கு மிகச் சிறந்த எடுத்துக்காட்டு பாராஃபின் மெழுகு ஆகும். இவற்றிற்கு இடையில் உள்ள விசைகள் பெலவீனமாக இருப்பதால் இவை தங்களுக்குள் பிணைப்பை உருவாக்கிக் கொள்ளும். மேலும் இந்தக் குறைந்த விசையின் காரணமாக இவைகளின் உருகுநிலை மிகவும் குறைவாகக் காணப்படும். அதாவது குறைந்த வெப்பநிலையில் இவைகள் உருக ஆரம்பித்துவிடும். இந்த அடிப்படையில் ஒரு மீமிகை எடுத்துக்காட்டு திட ஐதரசன் ஆகும். இது 14 K (−259 °C) இல் உருக ஆரம்பிக்கும். பிணைப்பு விசை மூலக்கூறுகளின் அளவு மற்றும் மின் முனைவுத் தன்மை கூடக்கூட அதிகரிக்கும்.[4]

மேற்கோள்கள்தொகு

  1. Maksic, Zvonimir (1990). "The Concept of the Chemical Bond in Solids". Theoretical Models of Chemical Bonding. New York: Springer-Verlag.. பக். 417–452. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:0-387-51553-4. 
  2. Mori-Sánchez, Paula; A. Martín Pendás; Víctor Luaña (2002). "A Classification of Covalent, Ionic, and Metallic Solids Based on the Electron Density". Journal of the American Chemical Society (அமெரிக்க வேதியியல் குமுகம்) 124 (49): 14721–14723. doi:10.1021/ja027708t. பப்மெட்:12465984. 
  3. https://www.youtube.com/watch?v=m0V03kNbKHs
  4. https://www.thoughtco.com/molecular-solid-definition-and-examples-608341

வெளி இணைப்புகள்தொகு