Dərslik Sumqayıt Dövlət Universitetinin Elmi Şurasının

10.2. Daxilolma bərk məhlullar
Kristallaşma zamanı həll olan komponentin hissəcikləri (atom, ion, molekul) həlledicinin kristal qəfəsindəki vakant mövqeləri və ya düyünlər arasındakı yerləri tutaraq daxilolma bərk məhlullar əmələ gətirir. Bu zaman ilkin sturukturun düyün nöqtələrində olan atom və ya ionların sıxışdırılması baş vermir. Daxilolma bərk məhlullar o halda əmələ gələ bilər ki, daxil olan maddənin hissəciklərinin ölçüləri, həlledicinin hissəciklərinin ölçülərindən kiçik olsun. Məsələn, metalların kristallaşmasında həll olan metal atomunun radiusu həlledici metal atomunun radiusunun 0,6 hissəsindən böyük olmur. Daxil olan metalın bərk məhlulda qatılığı artdıqca həlledici metal qəfəsinin dayanıqlığı azalır. Ona görə də həll olan maddənin qatılığı müəyyən qiymətdən böyük ola bilməz. Bu halda məhdud qatılıqlı bərk məhlul əmələ gəlir. Məsələn: bir çox metallar əsasında H₂, N₂, C, B tərkibli bərk məhlullar alınır. Üzlərdə mərkəzləşmiş kubvari (Pd) kristalları böyük həcmdə H₂–in adsorbsiya edərək PdH_x tərkibli bərk məhlul əmələ gətirir.

Burada x–ın qiyməti və ya bərk məhlulun qatılığı H₂ molekulunun kristal qəfəsin oktaedr və ya tetraedr boşluğunda yerləşməsindən asılıdır. Poladın alınması, daxilolma bərk məhlulların alınması prinsipinə əsaslanır. Bu zaman üzlərdə mərkəzləşmiş dəmir kristalının oktaedr mövqeyinə daxil edilən C atomları hesabına yaranan bərk məhlul polad adlanır. Bərk məhlul qarışığının elektroneytrallığını saxlamaq şərti ilə əvəzetmə və daxilolma proseslərini birlikdə aparmaqla daha mürəkkəb mexanizm üzrə bərk məhlullar almaq olar. İlkin quruluşa aid olan kationun yükü əvəzedici kationun yükündən az olan hallarda kristal qəfəsdə vakansiya yaranmalıdır. Məs., 600⁰С temperaturda az miqdarda CaCl₂ məhlulunu NaCl məhlulunda həll etdikdə hər bir +2 yüklü Ba ionu, 2 ədəd +1 yüklü Na ionu ilə əvəz olunur. Bu zaman alınan bərk məhlulun tərkibi aşağıdakı kimi olar:

Na_1-2x­Ca_xV_xCl ( ).

burada, V - kristal qəfəsdəki kation vakansiyasını göstərir.

Yüksək temperaturda MgOvə Al₂O₃ qarışığının reaksi-yasından Mg alüminat alınır.

MgO+Al₂O₃=MgAl₂O₄

MgAl₂O₄ kristalının tetraedr qəfəsinin kation mövqelərində yerləşən Mg⁺² ionlarının bir qismini Al⁺³ ionları ilə əvəz etdikdə aşağıdakı tərkibdə bərk məhlul alınır Mg_1-3xAl_2+2xO₄. Burada x əvəz olunmayan kationların mövqeyini göstərir. Nəticədə x sayda kation vakansiyaları yaranır. Bundan başqa başlanğıc qəfəsdə əvəz olunacaq kationun yükü onu əvəz edən kationun yükündən kiçik olduqda anion daxil olmuş bərk məhlul əmələ gəlməsi mümkündür. Məs. əridilmiş kalsium flüoriddə (CaF₂) az miqdarda ittirium flüorid həll etdikdə aşağıdakı tərkibdə bərk məhlul alınır:

(Ca_1-xV_x)F_2+x

burada daxil olan F^-1 anionları flüorit strukturunun düyünləri arasında yerləşir və kubun düyülərində yerləşən 8 (F^-1 ) flüor ionu ilə əhatə olunur. Uran 4–oksid də flüoritə oxşar struktura malikdir. Onu oksidləşdirdikdə UO_2-x formada bərk məhlul əmələ gətirir. Burada, daxil olan x sayda O^2- ionlarını kompensasiya etmək üçün eyni yükə malik olan U⁺⁶ kationu daxil edilir ki, bu da aşağıdakı formulla ifadə olunur: