Hume-Rothery kuralları

William Hume-Rothery'den sonra adlandırılan Hume-Rothery kuralları, bir elementin bir metal içinde çözünebileceği ve katı çözelti oluşturabileceği koşulları tanımlayan bir dizi kuraldır. Metal atomlarının birbiri içerisinde sınırsız katı çözelti oluşturabilmesi için iki kural kümesi mevcuttur; biri yer alan katı çözeltilere karşılık gelirken diğeri ise arayer (interstisyel) katı çözeltilere karşılık gelmektedir.

Yer alan katı çözelti kuralları

Yer alan katı çözeltiler için, Hume-Rothery kuralları aşağıdaki gibidir:

1. Çözünen madde ve çözücü atomlarının atom yarıçapı farkı %15'ten fazla olmamalıdır:

   $\%{\mbox{ fark}}=\left({\frac {r_{cozunen}-r_{cozucu}}{r_{cozucu}}}\right)\times 100\%\leq 15\%.$

2. Çözünen ve çözücünün kristal yapıları benzer olmalıdır.
3. Çözücü ve çözünen aynı değerde olduğunda tam çözünürlük oluşur.
4. Çözünen madde ve çözücü benzer elektronegatifliğe sahip olmalıdır. Elektronegatiflik farkı çok büyükse, metaller katı çözeltiler yerine metallerarası bileşik oluşturma eğilimindedir.

Arayer katı çözelti kuralları

Arayer katı çözeltiler için Hume-Rothery Kuralları şunlardır:

1. Çözünen atomlar, çözücü atomların yarıçapının %15'inden daha büyük olmayan bir yarıçapa sahip olmalıdır.
2. Çözünen madde ve çözücü benzer elektronegatifliğe sahip olmalıdır.
3. Çözünen ve çözücü geniş bir kompozisyon yelpazesi göstermelidirler.
4. Değerlik faktörü: iki öğe aynı değerliliğe sahip olmalıdır. Çözünen madde ve çözücü atomları arasındaki değerlik farkı ne kadar büyük olursa, çözünürlük o kadar düşük olur.

Ayrıca bakınız

• Gibbs enerjisi
• Faz diyagramı

Kaynakça

• Hume-Rothery Rules for Structurally Complex Alloy Phases. Taylor & Francis. 2010. ISBN 978-1-4200-9058-1.