ما هو تبلور الصهير؟

اقرأ في هذا المقال


تبلور الصهير:

بما أن الصهير هو سائل ساخن، فإن آيوناته تتحرك بحُرية ويمكن أن يقال بأنها غير منتظمة. وعندما تبرد هذه الآيونات فإن حركتها العشوائية تتباطئ وتبدأ في ترتيب نفسها بأشكال منتظمة. وتُسمى هذه العملية بالتبلور. وقبل أن نتعرض لعملية التبلور بتفصيل أكثر، دعنا نتفحص أولاً كيف ينصهر جسم بلّوري بسيط إذ تترتب الآيونات في الجسم البلّوري على هيئة منتظمة متراصة، حيث أنها لا تخلو من الحركة.
فهي تظهر تذبذباً محدوداً حول نقطة ثابتة. وعندما ترتفع درجة الحرارة تزداد سرعة تذبذب الآيونات. وفي النهاية تصطدم ببعضها البعض بقوة متزايدة ويحمل استمرار التسخين للآيونات على شغل حيّز إضافي من الفراغ وينتج عن ذلك تبدد الجسم الصلب ومن ثم زيادة المسافات بين آيوناته. وعند نقظة الانصهار تكون الآيونات متباعدة ومتذبذبة إلى الحد الذي يجعلها تتغلب على قوة الارتباط الكيميائي التي كانت تصل بينها. وفي هذه المرحلة تكون الآيونات قادرة على اجتياز ببعضها البعض مدمرة البُنية البلّورية المنتظمة.
وبذلك يصبح الصلب سائلاً موكوناً من آيونات غير منتظمة تصبح عشوائية. وأمّا في عملية التبلّور فيحدث بالتبريد عكس ما يحدث بالتسخين. فبينما يبرد السائل تقترب الآيونات من بعضها وتفقد حرية الحركة وعندما يصل التبريد حداً كافياً تحد قوة الترابط الكيميائي من حركة الذرات وتجبرها على الانتظام في بُنية بلورية. ولا تتصلب عادة كل من المواد المنصهرة في آن واحد بل تكون عدة مراكز بلورية.
وبطريقة منتظمة تضاف آيونات جديدة إلى مراكز النمو البلَّوري هذه، عندما تكون البلّورات تتقابل حوافها ويتوقف نموها ويبدأ التبلّور في مواقع أخرى وفي النهاية يتصلب كل الصهير إلى كتلة من البلّورات المتماسكة. ويؤثر معدل التبريد بوضوح على عملية التبلور وعلى الأخص في حجم البلورات. وتتكون مراكز بلّورية قليلة نسبياً عندما يبرد الصهير ببطء شديد.
فالتبريد البطيء يعطي وقتاً كافياً لوصول الآيونات إلى هذه المراكز من مواقع بعيدة نسبياً. ولهذا فإن التبريد البطيء ينتج عنه بلّورات كبيرة نسبياً. ومن ناحية أخرى فإن الآيونات تفقد حركتها وتتصل ببعضها بسرعة عندما يبرد السائل بسرعة؛ ممَّا ينشأ عنه عدد كبير من مراكز التبلّور التي تتنافس على اقتسام الآيونات المتوفرة؛ ممَّا ينتج عنه تكون كتلة صلبة من البلّورات المتماسكة الصغيرة جداً في حجمها.


شارك المقالة: