എന്തുകൊണ്ടാണ് സിലിക്കൺ ഇത്ര കഠിനവും എന്നാൽ പൊട്ടുന്നതും?

സിലിക്കൺഒരു ആറ്റോമിക് ക്രിസ്റ്റൽ ആണ്, അതിൻ്റെ ആറ്റങ്ങൾ കോവാലൻ്റ് ബോണ്ടുകളാൽ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ച് ഒരു സ്പേഷ്യൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് ഘടന ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഈ ഘടനയിൽ, ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള കോവാലൻ്റ് ബോണ്ടുകൾ വളരെ ദിശാസൂചനയുള്ളതും ഉയർന്ന ബോണ്ട് എനർജി ഉള്ളതുമാണ്, ഇത് സിലിക്കണിൻ്റെ ആകൃതി മാറ്റാൻ ബാഹ്യശക്തികളെ ചെറുക്കുമ്പോൾ ഉയർന്ന കാഠിന്യം കാണിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ശക്തമായ കോവാലൻ്റ് ബോണ്ട് ബന്ധം നശിപ്പിക്കാൻ ഒരു വലിയ ബാഹ്യശക്തി ആവശ്യമാണ്.

 

സിലിക്കൺ (1)

എന്നിരുന്നാലും, അതിൻ്റെ ആറ്റോമിക് ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ ക്രമവും താരതമ്യേന കർക്കശവുമായ ഘടനാപരമായ സവിശേഷതകൾ കാരണം, അത് ഒരു വലിയ ആഘാത ശക്തിക്കോ അസമമായ ബാഹ്യബലത്തിനോ വിധേയമാകുമ്പോൾ, ഉള്ളിലെ ലാറ്റിസ്സിലിക്കൺപ്രാദേശിക രൂപഭേദം വഴി ബാഹ്യശക്തിയെ ബഫർ ചെയ്യാനും ചിതറിക്കാനും പ്രയാസമാണ്, എന്നാൽ ചില ദുർബലമായ ക്രിസ്റ്റൽ പ്ലെയിനുകളിലോ ക്രിസ്റ്റൽ ദിശകളിലോ കോവാലൻ്റ് ബോണ്ടുകൾ തകരാൻ ഇടയാക്കും, ഇത് മുഴുവൻ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയും തകരാനും പൊട്ടുന്ന സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ കാണിക്കാനും ഇടയാക്കും. ലോഹ പരലുകൾ പോലെയുള്ള ഘടനകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ലോഹ ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിൽ താരതമ്യേന സ്ലൈഡ് ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന അയോണിക് ബോണ്ടുകൾ ഉണ്ട്, കൂടാതെ അവയ്ക്ക് ആറ്റോമിക് പാളികൾക്കിടയിലുള്ള സ്ലൈഡിംഗിനെ ആശ്രയിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് നല്ല ഡക്റ്റിലിറ്റി കാണിക്കുന്നു, മാത്രമല്ല പൊട്ടുന്നത് തകർക്കാൻ എളുപ്പമല്ല.

 

സിലിക്കൺആറ്റങ്ങൾ കോവാലൻ്റ് ബോണ്ടുകളാൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിൽ പങ്കിട്ട ഇലക്ട്രോൺ ജോഡികൾ രൂപം കൊള്ളുന്ന ശക്തമായ പ്രതിപ്രവർത്തനമാണ് കോവാലൻ്റ് ബോണ്ടുകളുടെ സാരാംശം. ഈ ബോണ്ടിൻ്റെ സ്ഥിരതയും കാഠിന്യവും ഉറപ്പാക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിലുംസിലിക്കൺ ക്രിസ്റ്റൽഘടന, കോവാലൻ്റ് ബോണ്ട് ഒരിക്കൽ തകർന്നാൽ വീണ്ടെടുക്കാൻ പ്രയാസമാണ്. പുറംലോകം പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലം കോവാലൻ്റ് ബോണ്ടിന് താങ്ങാനാവുന്ന പരിധി കവിയുമ്പോൾ, ബോണ്ട് തകരും, കൂടാതെ ലോഹങ്ങളിലെ പോലെ സ്വതന്ത്രമായി ചലിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകൾ പോലുള്ള ഘടകങ്ങൾ ഇല്ലാത്തതിനാൽ ബ്രേക്ക് നന്നാക്കാനും കണക്ഷൻ പുനഃസ്ഥാപിക്കാനും സഹായിക്കുന്നു. പിരിമുറുക്കം ചിതറിക്കാൻ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഡീലോക്കലൈസേഷനെ ആശ്രയിക്കുന്നു, ഇത് തകർക്കാൻ എളുപ്പമാണ്, കൂടാതെ സ്വന്തം ആന്തരിക ക്രമീകരണങ്ങളിലൂടെ മൊത്തത്തിലുള്ള സമഗ്രത നിലനിർത്താൻ കഴിയില്ല, ഇത് സിലിക്കൺ വളരെ പൊട്ടുന്നതാക്കുന്നു.

 

സിലിക്കൺ (2)

പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ, സിലിക്കൺ സാമഗ്രികൾ തികച്ചും ശുദ്ധമാകാൻ പലപ്പോഴും ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, കൂടാതെ ചില മാലിന്യങ്ങളും ലാറ്റിസ് വൈകല്യങ്ങളും അടങ്ങിയിരിക്കും. അശുദ്ധ ആറ്റങ്ങളുടെ സംയോജനം യഥാർത്ഥ സിലിക്കൺ ലാറ്റിസ് ഘടനയെ തടസ്സപ്പെടുത്തിയേക്കാം, ഇത് പ്രാദേശിക കെമിക്കൽ ബോണ്ട് ശക്തിയിലും ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ബോണ്ടിംഗ് മോഡിലും മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തുകയും ഘടനയിൽ ദുർബലമായ പ്രദേശങ്ങൾക്ക് കാരണമാവുകയും ചെയ്യും. ലാറ്റിസ് വൈകല്യങ്ങളും (ഒഴിവുകൾ, സ്ഥാനഭ്രംശങ്ങൾ എന്നിവ പോലുള്ളവ) സമ്മർദ്ദം കേന്ദ്രീകരിക്കുന്ന സ്ഥലങ്ങളായി മാറും.

ബാഹ്യശക്തികൾ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, ഈ ദുർബലമായ പാടുകളും സ്ട്രെസ് കോൺസൺട്രേഷൻ പോയിൻ്റുകളും കോവാലൻ്റ് ബോണ്ടുകളുടെ തകർച്ചയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു, ഇത് ഈ സ്ഥലങ്ങളിൽ നിന്ന് സിലിക്കൺ പദാർത്ഥം പൊട്ടിപ്പുറപ്പെടാൻ തുടങ്ങുകയും അതിൻ്റെ പൊട്ടൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉയർന്ന കാഠിന്യമുള്ള ഒരു ഘടന നിർമ്മിക്കാൻ ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള കോവാലൻ്റ് ബോണ്ടുകളെ അത് യഥാർത്ഥത്തിൽ ആശ്രയിച്ചിരുന്നുവെങ്കിലും, ബാഹ്യശക്തികളുടെ ആഘാതത്തിൽ പൊട്ടുന്ന ഒടിവ് ഒഴിവാക്കാൻ പ്രയാസമാണ്.


പോസ്റ്റ് സമയം: ഡിസംബർ-10-2024
WhatsApp ഓൺലൈൻ ചാറ്റ്!