యూనిట్ 1 దృఢ స్థితి (పాఠ్యాంతర ప్రశ్నలు-5)-తొలగించబడినది

సమాధానం

ఒక దృఢ పదార్థాన్ని వేడి చేసినప్పుడు, శూన్యతా దోషం (vacancy defect) ఏర్పడవచ్చు. ఒక దృఢ స్ఫటికంలో కొన్ని జాలక స్థానాలు ఖాళీగా ఉన్నప్పుడు దానికి శూన్యతా దోషం ఉంది అంటారు.

శూన్యతా దోషం దృఢ పదార్థం యొక్క సాంద్రత తగ్గడానికి దారి తీస్తుంది.

సమాధానం

(i) ZnS ఫ్రెంకెల్ దోషాన్ని (Frenkel defect) చూపుతుంది.

(ii) AgBr ఫ్రెంకెల్ దోషం మరియు షాట్కీ దోషం (Schottky defect) రెండింటినీ చూపుతుంది.

సమాధానం

ఒక అధిక సంయోజకత గల కాటయాన్ ఒక అయానిక దృఢ పదార్థానికి మలినంగా చేర్చినప్పుడు, స్ఫటికం విద్యుత్ తటస్థంగా ఉండేలా, అధిక సంయోజకత గల కాటయాన్ తక్కువ సంయోజకత గల ఒకటి కంటే ఎక్కువ కాటయాన్లను భర్తీ చేస్తుంది. దీని ఫలితంగా, కొన్ని స్థానాలు ఖాళీగా మిగిలిపోతాయి. ఉదాహరణకు, $\mathrm{Sr}^{2+}$ ను $\mathrm{NaCl}$ కు చేర్చినప్పుడు, ప్రతి $\mathrm{Sr}^{2+}$ అయాన్ రెండు $\mathrm{Na}^{+}$ అయాన్లను భర్తీ చేస్తుంది. అయితే, ఒక $\mathrm{Sr}^{2+}$ అయాన్ ఒక $\mathrm{Na}^{+}$ అయాన్ స్థానాన్ని ఆక్రమిస్తుంది మరియు మరొక స్థానం ఖాళీగా మిగిలిపోతుంది. అందువలన, శూన్యతలు ఏర్పడతాయి.

సమాధానం

ఆనయానిక స్థానాలలో ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నందున రంగు ఏర్పడుతుంది. ఈ ఎలక్ట్రాన్లు దృగ్గోచర వికిరణ శక్తిని గ్రహించి ఉత్తేజిత స్థితికి చేరుతాయి.

ఉదాహరణకు, $\mathrm{NaCl}$ స్ఫటికాలను సోడియం ఆవిరి వాతావరణంలో వేడి చేసినప్పుడు, సోడియం పరమాణువులు స్ఫటికం ఉపరితలంపై నిక్షిప్తమవుతాయి మరియు స్ఫటికం నుండి క్లోరైడ్ అయాన్లు నిక్షిప్తమైన $\mathrm{Na}$ పరమాణువులతో $\mathrm{NaCl}$ ఏర్పరచడానికి ఉపరితలం వైపు వ్యాప్తి చెందుతాయి. ఈ ప్రక్రియలో, ఉపరితలంపై ఉన్న $\mathrm{Na}$ పరమాణువులు $\mathrm{Na}^{+}$ అయాన్లను ఏర్పరచడానికి ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోతాయి మరియు విడుదలయ్యే ఎలక్ట్రాన్లు ఖాళీగా ఉన్న ఆనయానిక స్థానాలను ఆక్రమించడానికి స్ఫటికంలోకి వ్యాప్తి చెందుతాయి. ఈ ఎలక్ట్రాన్లు దృగ్గోచర కాంతి నుండి శక్తిని గ్రహించి ఉత్తేజితమవుతాయి మరియు స్ఫటికాలకు పసుపు రంగును ఇస్తాయి.

సమాధానం

ఒక n-రకం అర్ధవాహకం అదనపు ఎలక్ట్రాన్ల ఉనికి వలన వాహకత చూపుతుంది. అందువలన, 14వ గ్రూపు మూలకాన్ని 15వ గ్రూపు మూలకంతో మలినీకరించడం ద్వారా $n$-రకం అర్ధవాహకంగా మార్చవచ్చు.

సమాధానం

ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాలు మంచి శాశ్వత అయస్కాంతాలుగా ఉంటాయి.

ఘన స్థితిలో, ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాల లోహ అయాన్లు చిన్న చిన్న ప్రాంతాలలో సమూహంగా ఉంటాయి. ఈ ప్రాంతాలను డొమైన్లు అంటారు మరియు ప్రతి డొమైన్ ఒక చిన్న అయస్కాంతంలా పని చేస్తుంది. అయస్కాంతీకరించని ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థంలో, డొమైన్లు యాదృచ్ఛికంగా దర్శకత్వం వహించబడి ఉంటాయి. ఫలితంగా, డొమైన్ల అయస్కాంత భ్రామకాలు రద్దు చేయబడతాయి. అయితే, పదార్థాన్ని అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉంచినప్పుడు, అన్ని డొమైన్లు అయస్కాంత క్షేత్ర దిశలో దర్శకత్వం పొందుతాయి మరియు బలమైన అయస్కాంత ప్రభావం ఉత్పత్తి అవుతుంది.

డొమైన్ల ఈ క్రమబద్ధత అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని తొలగించిన తర్వాత కూడా కొనసాగుతుంది. అందువలన, ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థం ఒక శాశ్వత అయస్కాంతంగా మారుతుంది.