10-rasm
S
iv
1
a - v - - r t = r (S-zarrachanin yuzasi, V- uning hajmi, R-uning radiusi) Bundan
tashqari
yana bilamiz-ki, yuzadagi atomlarning xossalari modda ichidagi (yoki
hajmdagi) atomlarning xossalaridan farq qiladi, chunki bu atomlar atrofdagilar
bilan xajmdagilarga qaraganda boshqacharoq bog’langan: yuza atomlari bir
tarafdan, hajm atomlari esa to ‘rt tarafdan bog’langan.
Yuzadagi atomlar bog‘larining bir qismi bo‘sh (egallanmagan) bo’lganligi
uchun atomlar orasida rekonstruktsiya yuz berishi va u yerda boshqacha tartib
o ‘rnatilishi mumkin. Yuzada yana atrof muhitdan
yutilgan atom va molekulalar,
oksid plenkalar bo‘lishi mumkin.
Agar atom nanozarrachaning qirrasida, chuqurlik yoki do‘ng joyida
joylashsa (u yerlarda koordinatsion son kichik bo’ladi), u holda bu zarrachaning
kimyoviy va katalitik faolligini oshiradi.
Elektronlarning ochiq yuza bilan ta’sirlashuvi yuzada maxsus yuza
xolatlarini (Tamm holatlarini)
keltirib chiqaradi, defektlarning ta’sirlashuvi esa
taqiqlangan zonada lokallashgan elektron xolatlarini yuzaga keltiradi.
Aytilganlar va yana boshqa sabablar yuzadagi yupqa bir qatlamni
moddaning yangi bir xolati deb atashga fundamental asos bo ‘la oladi. Qattiq
jismning yuzasini o ‘ziga xos alohida bir dunyo deb atash mumkin, unda qattiq jism
xossalaridan tashqari yana suyuqlik va gaz xossalari ham namoyon bo‘lishi
mumkin. Yana shuni aytish kerak-ki, zarrachaning yuzi uning ichidagi defektlarni
o ‘ziga tortib olish xususiyatiga ega, boshqacha aytganda yuza hajmdagi defektlarni
o ‘ziga tortib (so‘rib)
olish kuchiga ega, u shu bilan zarracha ichini defektlardan
tozalaydi, uni yanada takomillashtiradi.
36
Zarrachaning yuzasi haqida gap yuritilar ekan, uning xossalarini belgilab
beradigan protsess haqida - unsur atom va molekulalarning adsorbtsiyasi haqida
ham alohida aytib o ‘tishimiz kerak.
Bilamiz-ki, monokristallarning toza yuzasi
yuqori vakuumda olinadi. Agar yuzadagi monoqatlamda 1015 -^ 2 ta atom bor
см
desak, oddiy sharoitda adsorbtsiya qilingan atomlarning monoqatlami deyarlik bir
zumda hosil bo‘ladi. Gazlarning kinetik nazariyasiga ko‘ra, R bosimda 1 sm2
yuzaga 1 sek ichida M masssaga ega bo‘lgan gaz atomlarining urilishlar soni
quyidagi ifoda bilan aniqlanadi.
42жМкТ
I Q
1/0
9
1
Bu yerda к - В oltsman doimiysi.
Xona xaroratida N = 2 1 0 P /M sm sek- . Agar
bosimni R=10-6 Pa (10-8 Torr) va M=20 ^ 30 deb hisoblasak yuza 102 ^ 103 sekund
ichida bir monoqatlam gaz qatlami bilan qoplanar ekan. Demak, vakuumni yanada
chuqurroq qilinsa, masalan 10-9 torr qilinsa, bunday bosimda bir necha oylar
davomida adsorbsiya kuzatilmasligi mumkin.
Adsorbtsiya
ikki
turli
bo‘ladi-fizikaviy
va
kimyoviy.
Fizikaviy
adsorbtsiyada molekulalar yuza bilan V an-der-V aal’s kuchlari bilan bog’lanadilar,
kimyoviy adsorbtsiyada (xemosorbtsiyada)-kimyoviy reaktsiyalar yordamida.
Adsorbtsiya bo‘layotgan atom yuza bilan elektron almashinib ionizatsiya bo‘lishi
mumkin:
Zonalar nazariyasi bo‘yicha, agar atomning elektron bilan egallangan
energetik xolati qattiq jismning Fermi holatidan yuqori bo‘lsa,
atomdagi elektron
qattiq jism ga o ‘tadi va atom musbat ionga aylanadi. Lekin atomning egallanmagan
xolati Fermi holatidan pastroq bo‘lsa, u holda elektron qattiq jismdan atomga
o ‘tadi va u manfiy ionga aylanadi. Bunday protsesslarning extimolligi atom va
qattiq jism o ‘rtasidagi barerning balandligiga bog‘liq.
37