திண்ம ஐதரசன்
திண்ம ஐதரசன் (Solid hydrogen) என்பது ஐதரசன் தனிமத்தின் திண்ம நியைாகும். ஐதரசனின் வெப்பநிலையை அதன் உருகுநிலைக்கும் 14.01 K (−259.14 °C) கீழாகக் கொண்டு செல்லும் போது இந்நிலையானது பெறப்படுகிறது. 1899 ஆம் ஆண்டில் ஜேம்ஸ் தேவார் என்பவரால் முதன் முதலாக திண்ம ஐதரசன் சேகரிக்கப்பட்டது. இது தொடர்பான தனது ஆய்வுக்கட்டுரை “சர் லா சொலிடிபிகேசன் டி ஐ ஐதரசனே" (Sur la solidification de l'hydrogène) (ஆங்கிலம்: On the solidification of hydrogen) அன்னேல்சு டி சிமி எட் டெ பிசிக், (Annales de Chimie et de Physique) 7 வது தொடர், தொகுதி.18, அக்டோபர் 1899 இல் வெளியிடப்பட்டது.[1][2] திண்ம ஐதரசனின் அடர்த்தியானது 0.086 கி/செமீ3 ஆக உள்ளது. இது மிகக்குறைவான அடர்த்தியைக் கொண்ட திண்மங்களுள் ஒன்றாக உள்ளது.
மூலக்கூறு நிலை திண்ம ஐதரசன்
தொகுகுறைந்த வெப்பநிலை மற்றும் சுமார் 400 கிகா பாசுகல் வரை அழுத்தம் உள்ள நிலையில், ஐதரசனானது, தனித்த H2 மூலக்கூறுகளிலிருந்து பெறப்படும் திண்ம நிலைகளால் ஆன ஒரு தொடரினை உருவாக்குகின்றது. நிலை 1 ஆனது, குறைந்த வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் கொண்ட சூழ்நிலையில் நிகழ்கிறது. மேலும் நிலை I இல் சுதந்திரமாக சுழலும் H2மூலக்கூறுகளால் ஆன அறுங்கோண வடிவில் நெருக்கமாக பிணைக்கப்பட்ட வரிசையொன்றைக் கொண்டுள்ளது. . குறைந்த வெப்பநிலையில், அழுத்தத்தை மேலும் குறைக்கும்போது, 110 கிகா பாசுகல் வரை நிலை II இற்கு மாறும் நிலைமாற்றமானது நிகழ்கிறது.[3] நிலை II ஆனது சீர்மைத்தன்மை உடைபட்ட அமைப்பாகும். இந்நிலையில் H2 மூலக்கூறுகள் கட்டற்ற முறையில் சுழல இயலாது.[4] குறைந்த வெப்பநிலையில், அழுத்தத்தை அதிகரிக்கும் போது ஏறத்தாழ 160 கிகாபாசுகல் அளவில் நிலை III ஆனது எதிர்கொள்ளப்படுகிறது. வெப்பநிலையானது உயர்த்தப்படும் போது, 220 கிகா பாசுகல் அளவிற்கு மேலான அழுத்தத்தில், சில நுாறு கெல்வின்கள் வெப்பநிலையில் நிலை IV ஐ நோக்கிய நிலைமாற்றமானது நிகழ்கிறது.[5][6]
ஐதரசன் அணுக்கள் X- கதிர்களுடன் மிகவும் குறைவான வலிமையோடு இடைவினை புரிவதால், சிறிய அளவிலான திண்ம ஐதரசன் மாதிரிகளே வைர பணையமைவு கலங்களில் (Diamond Anvil Cell) பெறப்படுகின்றன. அதனால் ஐதரசன் அணுக்கள் X- கதிர்களுடன் மிகவும் குறைவான வலிமையோடு இடைவினை புரிவதால், சிறிய அளவிலான திண்ம ஐதரசன் மாதிரிகளே வைர பணையமைவு கலங்களில் பெறப்படுகின்றன. அதனால், X கதிர் சிதறல் மற்றும் நியூட்ரான் சிதறல் ஆகியவற்றால் அமைப்பு நிலை குறித்த மிக்குறைவான தகவல்களை மட்டுமே வழங்க இயல்கிறது. மூலக்கூறு திண்ம ஐதரசனின் பல நிலைகளில் அணு கட்டமைப்புகளை அடையாளம் காண்பது மிகவும் சவாலானதாக உள்ளது. இருப்பினும், இராமன் நிறமாலை நிரலின் மூலம் மாதிரிகளில் ஏற்படும் திடீர் மாற்றங்களைத் தேடுவதன் மூலம் நிலை மாற்றங்கள் கண்டறியப்படலாம். மேலும், அணுக்களின் கட்டமைப்புகள் சோதனை நிலையில் உள்ள இராமன் நிறமாலை நிரல் மற்றும் முதல் நிலை கோட்பாடுகள் மாதிரிகள் உருவாக்கம் இவற்றின் கூட்டு முறையினால் கண்டறியப்படுகிறது.[7] அடர்த்தி செயல்பாட்டு கோட்பாடு கணிப்புகள் ஒவ்வொரு நிலையிலும் வேதியியல் கட்டமைப்புகளைத் தேட பயன்படுகின்றன. இந்த தனித்த நிலையின் கட்டமைப்புகள் குறைந்த அளவிலான ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன. இராமன் நிறமாலை நிரல் முடிவுடன் பரிசோதனைக்குட்படுத்தப்படும் நிறமாலை நிரல் முடிவுகள் இயைந்த நிலையில் உள்ளன.[8][9][10]
மேலும் காண்க
தொகுமேற்கோள்கள்
தொகு- ↑ Correspondence and General A-I DEWAR/Box D I
- ↑ Dewar, James (1899). "Sur la solidification de l'hydrogène". Annales de Chimie et de Physique 18: 145–150. http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k349183/f143.table.
- ↑ H.-K. Mao; R. J. Hemley (1994). "Ultrahigh-pressure transitions in solid hydrogen". Rev. Mod. Phys. 66: 671. doi:10.1103/RevModPhys.66.671. Bibcode: 1994RvMP...66..671M.
- ↑ I. Goncharenko; P. Loubeyre (2005). "Neutron and X-ray diffraction study of the broken symmetry phase transition in solid deuterium". Nature 435: 1206. doi:10.1038/nature03699. பப்மெட்:15988519. Bibcode: 2005Natur.435.1206G.
- ↑ R. T. Howie, C. L. Guillaume, T. Scheler, A. F. Goncharov and E. Gregoryanz (2012). "Mixed Molecular and Atomic Phase of Dense Hydrogen". Phys. Rev. Lett. 108: 125501. doi:10.1103/PhysRevLett.108.125501. Bibcode: 2012PhRvL.108l5501H.
- ↑ M. I. Eremets; I. A. Troyan (2011). "Conductive dense hydrogen". Nat. Materials 10: 927–931. doi:10.1038/nmat3175. Bibcode: 2011NatMa..10..927E.
- ↑ J. M. McMahon, M. A. Morales, C. Pierleoni and D. M. Ceperley (2012). "The properties of hydrogen and helium under extreme conditions". Rev. Mod. Phys. 84: 1607. doi:10.1103/RevModPhys.84.1607. Bibcode: 2012RvMP...84.1607M.
- ↑ C. J. Pickard; R. J. Needs (2007). "Structure of phase III of solid hydrogen". Nat. Phys. 3: 473–476. doi:10.1038/nphys625. Bibcode: 2007NatPh...3..473P.
- ↑ C. J. Pickard; R. J. Needs (2009). "Structures at high pressure from random searching". Phys. Status Solidi B 246: 536. doi:10.1002/pssb.200880546. Bibcode: 2009PSSBR.246..536P.
- ↑ C. J. Pickard, M. Martinez-Canales and R. J. Needs (2012). "Density functional theory study of phase IV of solid hydrogen". Phys. Rev. B 85: 214114. doi:10.1103/PhysRevB.85.214114. Bibcode: 2012PhRvB..85u4114P.