- •Оқу жұмыс бағдарламасы
- •Пәннің мазмұны және оның әдістемелік қамтамасыз етілуі Дәріс курсы және практикалық сабақтар
- •Әдебиеттер Негізгі әдебиеттер:
- •Қосымша әдебиеттер:
- •1. Пәннің оқу бағдарламасы – syllabus
- •1. Оқытушы туралы мәліметтер:
- •2. Пән туралы мәліметтер:
- •6. Сабақ жоспары
- •1 Тақырып. Кристалдық тор.
- •2 Тақырып. Серпімді және пластикалық деформации. Гук заңы
- •3 Тақырып. Бөлшектер ұжымын сипаттаудың термодинамикалық және статистикалық әдістері.
- •4 Тақырып. Қатты денелердегі (кристалдағы) атомдардың байланысы
- •9 Тақырып. Атомдардың магниттік моменттерінің табиғаты
- •10 Тақырып. Ферримагнетизм. Ферриттер
- •Әдебиеттер Негізгі әдебиеттер:
- •Қосымша әдебиеттер:
- •Баға бойынша ақпарат
- •10. Оқу пәні мен академиялық әдептің саясаты
- •Дәріс тезистері байланыс күштері. Қатты денелердің ішкі құрылымы.
- •Иондық байланыс
- •Коваленттік байланыс
- •Металдық байланыс
- •Сутектік байланыс
- •Әртүрлі байланыс түрлерін салыстыру
- •Тебіліс күштері
- •Кристалдық тор
- •Кристалдардағы бағыттар мен жазықтықтарды, түйіндерді белгілеу
- •Байланыс күштері сипатына байланысты қатты денелерді классификациялау
- •Полиморфизм құбылысы
- •Кристалдық торлардағы олқылықтар (жетіспеушіліктер) мен дефектілер
- •Серпімді және пластикалық деформации.
- •Кристалдардың пластикалыққа өтуінің негізгі заңдылықтары
- •Механикалық қосарлану
- •Ығысуға кристалдардың теориялық және нақты беріктіктері
- •Дислокация туралы түсінік. Дислокацияның негізгі түрлері.
- •Дислокацияның орын ауыстыруы үшін қажетті күштер
- •Дислокация көздері. Кристалдарды беріктендіру.
- •Қатты денелердің морт беріктілігі
- •Қатты денелердің уақытша беріктілігі
- •Қатты денелердің беріктіліктерін арттыру жолдары.
- •Физикалық статистика элементтері Бөлшектер ұжымын сипаттаудың термодинамикалық және статистикалық әдістері. Химиялық потенциал.
- •Фермиондар мен бозондар. Азғындалмаған және азғындалған бөлшектер ұжымдары.
- •Таралу функциясы
- •Микробөлшектердің фазалық кеңістігі және оның квантталынуы туралы ұғым
- •Күй тығыздығы
- •Идеал газдың азғындалмауы және металдағы электрондардың азғындалуы
- •Азғындалу температурасы
- •Азғындалмаған газға арналған таралу функциясы. Максвелл-Больцман таралу функциясы
- •Азғындалған газ фермиондарға арналған таралу функциясы. Ферми-Дирак таралу функциясы
- •Азғындалған газ фермиондардың орташа энергиясы. Электрондық газдың қысымы.
- •Бозе-Эйнштейннің таралу функциясы
- •Қатты денелердің электрлік қасиеттері
- •Қатты денелердегі (кристалдағы) атомдардың байланысы
- •Кристалдық тордағы электрондардың динамикасы. Эффективті масса
- •Металдардың электрөткізгіштігі
- •Кристалдардағы энергетикалық зоналар
- •Жартылай өткізгіштер
- •Жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі
- •Жартылай өткізгіштердің қоспалы өткізгіштігі
- •Қ оспаның барлық атомдары иондалған кезде өткізгіштік зонадағы электрондар концентрациясы қоспа атомдары концентрациясына тең болады:
- •Ауысудың пайда болуы мен жұмыс принципі
- •Жартылай өткізгішті триодтың (транзистордың) жұмыс істеу принципі
- •Ішкі фотоэффект (фотоөткізгіштік)
- •Фотоэлектрлік құралдар
- •Күн батареялары
- •Жарық диодтары
- •Электрондардың шығу жұмысы
- •Потенциалдардың контактілік айырмасы
- •Термоэлектрлік құбылыстар. Зеебек құбылыстары
- •Пельтье құбылысы
- •4.22 Сурет Пельтье құбылысын түсіндіруге арналған
- •Қатты денелердің жылулық қасиеттері Кристалдық тордың қалыпты тербелістері туралы ұғым
- •Тордың қалыпты тербеліс спектрі
- •Дебай температурасының сипаттамасы
- •Гармоникалық осциллятор. Фонондар
- •Диэлектриктердің жылу сиымдылығы (Дебай теориясы)
- •Электрондық газдың жылу сиымдылығы (металдардың жылу сиымдылығы)
- •Қатты денелердің жылулық ұлғаюы
- •Қатты денелердің жылу өткізгіштігі Тордың жылу өткізгіштігі (диэлектриктердің)
- •Металдардың жылу өткізгіштіктері
- •Видеман-Франц заңы
- •6 Тарау
- •Асқын өткізгіштердің негізгі қасиеттері
- •Асқын өткізгіштік табиғаты.
- •Джозефсон эффектісі
- •Жоғары температуралы асқын өткізгіштік
- •7 Тарау қатты денелердің магнетизмі
- •Атомдардың магниттік моменттерінің табиғаты
- •Ферромагнетиктердің негізгі қасиеттері
- •Ферромагнетиктердің спонтанды магниттелінуінің табиғаты
- •Антиферромагнетизм
- •Ферримагнетизм. Ферриттер
- •7.8 Сурет Магниттік қабылдағыштың ( )-нің температураға тәуелділігі
- •Қорытынды бақылау материалдары (билеттер мен тесттік тапсырмалары)
- •______Аралық_______________________ бақылаудың
- •Материалдары
Баға бойынша ақпарат
бақылау түрі (ағымды, аралық, қорытынды);
бақылау әдістері (сұрау, жазбаша жұмыс, тестілер)
9. Бағаны қою саясаты
Бағаны қою саясаты 100 ұпайлық (100 %) жүйеге негізделген және төмендегі ұпайлардың реттелуін көздейді
№ |
Пәнді зерделеу үрдісіндегі бақылау түрлері |
Балмен бағалау |
Міn/max |
I |
I Ағымды бақылау . . . |
20 |
|
I Аралық бақылау |
10 |
|
|
I Қорытынды аралық бақылау |
30 |
|
|
II |
II Ағымды бақылау . . . |
20 |
|
II Аралық бақылау |
10 |
|
|
II Қорытынды аралық бақылау |
30 |
|
|
|
Қатыстыру рейтингі |
ТК1+РК2+ТК2+РК2 2 |
30/60 |
III |
Қорытынды бақылау (ҚБ) Емтихан |
40 |
20/40 |
Барлығы |
100 |
50/100 |
Бағалау баламасы
Әріптік жүйе бойынша бағалау |
Сандық баламасы |
Балдардың пайыздық мазмұны |
Дәстүрлі жүйе бойынша бағалау |
А |
4,00 |
95-100 |
Өте жақсы |
А- |
3,67 |
90-94 |
|
В+ |
3,33 |
85-89 |
Жақсы |
В |
3,00 |
80-84 |
|
В- |
2,67 |
75-79 |
|
С+ |
2,33 |
70-74 |
Қанағаттанарлық |
С |
2,00 |
65-69 |
|
С- |
1,67 |
60-64 |
|
D+ |
1,33 |
55-59 |
|
D |
1,00 |
50-54 |
|
Ғ |
0,00 |
0-49 |
Қанағаттанарлықсыз |
10. Оқу пәні мен академиялық әдептің саясаты
сабақтарға қатысу;
сабақтағы тәртіп ережелері;
көтермелеу мен жазалау.
Дәріс тезистері байланыс күштері. Қатты денелердің ішкі құрылымы.
Заттың қатты күйде болуы бөлшектер бір-біріне өте жақындаған кезде олардың арасындағы өзара әсерлесу күштерінің пайда болуына негізделген. Мұндай бөлшектерге атомдар, иондар немесе молекулалар жатады. Қатты денеде орнықты құрылым пайда болу үшін бөлшектер арасында қос күш – бөлшектерді бір-бірінен алыстатпайтын - тартылыс күші, және бір-біріне қосылуын болдырмайтын- тебіліс күштері болуы керек. Осы күштердің табиғатын қарастырайық.
Ван-дер-Ваальс күштері
Кез-келген атомдар мен молекулалардың арасында пайда болатын күштердің ең жалпылама түрі Ван-дер-Ваальс күштері. Оны ең алғаш рет нақты газдар күйлерін сипаттайтын күш ретінде енгізді.
(1.1)
Идеал
газдарға арналған Менделеев-Клапейрон
теңдеуіне енгізілген екі түзету
пен
нақты газдар молекулалары арасындағы
тартылыс және тебіліс күштерін көрсетеді.
Бұл күштер таза күйінде қаныққан химиялық
байланыстар (О2
Н2,
N2,
СН4
және т.б.) молекулаларының арасында,
сонымен бірге сұйық және қатты күйлерде
бола алатын инертті газ атомдары арасында
да көрінеді.
Жалпы жағдайда, Ван-дер-Ваальс байланысы дисперсиялық, бағдарлаушы және индукциялық өзара әсерлесулерді біріктіреді. Осылардың әрбіреуіне қысқаша тоқталайық.
Дисперсиялық өзара әсерлесу.
Қарапайым мысал ретінде 1.1-суретте көрсетілген екі гелий атомының өзара әсерлесуін аламыз. Гелий атомының электрондық тығыздығы сфералық симметриялы, соның нәтижесінде оның электрлік моменті нөлге тең. Бірақ, бұл тек қана атомның орташа электрлік моменті нөлге тең дегенді білдіреді. Уақыттың әрбір мезетінде электрондар кеңістіктің қандай да бір белгілі нүктелерінде өте тез өзгеріп отыратын лездік электрлік дипольдерді тудырады. Екі гелий атомы жақындасқанда электрондар қозғалысында корреляция (келісушілік) орнайды, ол өзара әсерлесуші күштердің пайда болуына алып келеді. Бұл күштер екі жақтылық сипатта болады. Егер электрондар қозғалысы 1.1 а –суретте көрсетілгендей болса, онда лездік дипольдар арасында тартылыс, ал 1.1 б - суреттегідей болса, онда атомдар арасында тебіліс пайда болады. 1.1 а-суреттегідей конфигурация іске асқанда жүйе энергиясы кемиді, оның ықтималдылығы жоғары және жиі кездеседі. Бұл гелий атомдарын байланыстыратын тұрақты тартылыс күштерінің болатынын көрсетеді. Электрондардың осындай келісілген қозғалысы нәтижесінде пайда болатын байланыс күштері дисперсиялық күштер деп аталады. Оларды ең алғаш рет 1930 жылы Лондон есептеді.
а) б)
1.1 - сурет
Есептеулер кезінде келесі модель негіз ретінде алынды: бір атомның лездік моментінің әсерінен екінші атом поляризацияланады және онда тартылыс болатындай дипольдардың орналасуы пайда болады (1.1 а-сурет). Есептеулер бөлшектердің дисперсиялық өзара әсерлесу энергиясын анықтайтын теңдеуді алуға мүмкіндік берді:
(1.2)
мұндағы
— бөлшектердің поляризациялануы;
-
олардың қозу энергиясы;
— ара қашықтықтары.
Бағдарлаушы өзара әсерлесу.
Егер
молекулалардың тұрақты дипольдік
моменті
,
яғни полярлы болса, онда олардың арасында
молекулаларды қатаң тәртіппен
орналастыруға тырысатын электростатикалық
өзара әсерлесулер (1.2 –сурет) пайда
болады. Бұл кезде жүйе энергиясы кемиді.
Молекулалардың дұрыс орналасуын жылулық
қозғалыс бұзады. Сондықтан, молекулалардың
бағытталып орналасуын анықтайтын жүйе
энергиясы температураға күшті тәуелді
болады. Молекулалардың толығымен
бағытталып орналасуы болатын төмен
температураларда өзара әсерлесу
энергиясы мына қатынаспен анықталады:
(1.3)
мұндағы
-
молекулалардың ара қашықтықтары,
— диэлектрлік тұрақты.
Жоғары температуралардағы дипольдік молекулалардың өзара әсерлесулері Кеезом көрсеткендей мына теңдеумен анықталады:
(1.4)
1.2 – сурет 1.3 – сурет
Қарастырған өзара әсерлесу бағытталушы (ориентациялық) деп аталады.
Индукциялық өзара әсерлесу.
Поляризациялануы жоғары болатын полярлы молекулаларда көршілес молекулалардың тұрақты өрістерінің әсерінен индукциялық моменттер пайда болуы мүмкін (1.3-суретте үзік сызықтармен индукцияланған диполдар көрсетілген). Бірінші және екінші молекулалардың дипольдері арасында пайда болған өзара тартылыс энергиясы Дебай көрсеткендей температураға байланысты болмайды және мына қатынаспен анықталады:
(1.5)
мұндағы М — молекулалардың тұрақты дипольдік моменті, α — олардың поляризациялануы.
Осындай өзара әсерлесу индукциялық немесе деформациялық деп аталады.
Жалпы
алғанда, екі молекула бір-біріне
жақындағанда барлық үш түрлі байланыстың
пайда болуы мүмкін, және өзара әсерлесу
энергиясы
дисперсиялық
,
бағдарлаушы
және индукциялық
өзара әсерлесулер энергияларының
қосындысына тең болады:
1.1 - кесте
Заттар |
Өзара әсерлесулер түрлері |
||
дисперсиялық |
индукциялық |
Бағдарлаушы |
|
Су |
19 |
4 |
77 |
Аммиак |
50 |
5 |
45 |
Хлорлы сутек |
81 |
4 |
15 |
Көміртек окисі |
100 |
|
|
1.1- кестеде cу, аммиак, хлорлы сутек, көміртек окисі үшін осы байланыс энергияларының әрбіреуінің салыстырмалы пайыздық мөлшері берілген.
1.1- кестеден барлық заттардың байланыс энергияларының ішінде индукциялық өзара әсерлесу энергиясының аз екендігі көрініп тұр. Полярлы молекулалалы заттардың бай ланыс энергияларының 3/4 немесе 1/2 бөлігі қатаң (жесткии) дипольдердің бағытталып өзара әсерлесу энергиясынан тұрады. Ал полярлы емес молекулалы заттардың байланыс энергиялары толығымен дисперсиялық өзара әсерлесу энергиясы болып табылады деп айтуға болады.
1.2 – кесте
Неон
|
........................1,9 |
Оттегі
|
............................8,2 |
Аргон
|
........................8,4 |
Көміртек
окисі
|
............................8,4 |
Азот
|
........................6,6 |
Метан
|
............................10,8 |
1.2 - кестеде кейбір молекулалық кристалдардың Ван-дер-Ваальс күштері әсерінен пайда болған байланыс энергияларының мәндері келтірілген.
