આંતરધાતુ સંયોજનો (intermetallic compounds) : બે કે વધુ ધાતુ-તત્વોના પરમાણુઓના ચોક્કસ પ્રમાણમાં જોડાવાથી બનેલા પદાર્થનો એક વર્ગ. આ પ્રમાણ સામાન્ય સંયોજકતા (valency) સાથે સંબંધ ધરાવતું નથી. આ પદાર્થો સમાંગ (homogeneous) અને સંગ્રથિત (composite) હોય છે. આવા પદાર્થોનો અભ્યાસ એટલે ઘન કલા(solid phase)નો અભ્યાસ એમ કહી શકાય. તેનો વિચાર સ્ફટિક-બંધારણના સંદર્ભમાં જ થાય છે.
ધાતુઓના પિગાળેલ સ્થિતિમાંના એકરૂપ મિશ્રણને ઠારતાં મિશ્ર-ધાતુઓ (alloys) મળે છે. મિશ્ર ધાતુઓનું સ્વરૂપ નીચે દર્શાવેલ ત્રણ પ્રકારનું અથવા તે પ્રકારોના મિશ્રણરૂપ હોઈ શકે.
1. સાદું મિશ્રણ : આ પ્રકારમાં ઘટક ધાતુઓ ઘન સ્વરૂપમાં એકબીજીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે.
2. ઘન દ્રાવણ (solid solution) : આ પ્રકારમાં એક ઘટકના પરમાણુઓ બીજા ઘટકની સ્ફટિક જાલિકામાં ગોઠવાયેલા હોય છે. આના બે પેટાપ્રકારો છે : (i) સ્ફટિક જાલિકામાં એક ઘટકના પરમાણુઓના મૂળ સ્થાને બીજા ઘટકના પરમાણુઓ ગોઠવાયેલા હોય; દા.ત., ચાંદી (Ag) અને સોનું (Au) ગમે તે પ્રમાણમાં એકબીજામાં ભળીને એકરૂપ મિશ્રણ મળી આવે છે અને 1૦૦ % Agથી માંડીને 1૦૦ % Au સુધીના મિશ્રણગાળામાં કોઈ નવી કલા(phase)નું નિર્માણ થતું નથી. આ પેટાપ્રકાર વિસ્થાપી (substitutional) પ્રકાર તરીકે ઓળખાય છે. આ વિસ્થાપન યાર્દચ્છિક (random) પ્રકારનું હોય છે. (ii) ધાતુની સ્ફટિક જાલિકાના અંતરાલો(interstices)માં નાના કદના અધાતુ તત્વો સરળતાથી ગોઠવાઈ જાય છે. સામાન્ય રીતે થોડી વિકૃતિ સાથે મૂળ સ્ફટિકબંધારણ કાયમ રહે છે અને તત્વોનું પ્રમાણગુણોત્તર (stoichiometry) દ્રાવકતા ઉપર આધાર રાખે છે. આ પ્રકાર અંતરાલીય (interstitial) સંયોજનો તરીકે ઓળખાય છે. કાર્બન, બૉરૉન વગેરે અધાતુઓ ભારે ધાતુઓ સાથે આવાં સંયોજનો બનાવે છે.
3. આંતરધાતુ સંયોજનો : જ્યારે 2માં વર્ણવેલ ઘન મિશ્રણની સ્થાયિતા સંઘટનના ટૂંકા ગાળા પૂરતી જ મર્યાદિત હોય, ત્યારે આંતરધાતુ સંયોજનો ઉદભવે છે. આ સંયોજનોનું સંઘટન રાસાયણિક સંયોજનોની જેમ અચળ (constant) હોય છે; દા.ત., Mg2Pb. આ પ્રકાર માટે આંતરધાતુ કલાઓ (intermetallic phases) કે મધ્યવર્તી કલાઓ (intermediate phases) શબ્દ-પ્રયોગો વધુ યોગ્ય ગણાય છે. આંતરધાતુ સંયોજનોની સ્ફટિકરચના મૂળ ઘટકોની સ્ફટિકરચનાથી ભિન્ન પ્રકારની હોય છે.
એક જ સમૂહ કે ઉપસમૂહની ધાતુઓ આંતરધાતુ કલાઓ ભાગ્યે જ બનાવે છે. વળી કોઈ એક ધાતુ કોઈ સમૂહની કે ઉપસમૂહની બધી જ ધાતુઓ સાથે આવી કલાઓ બનાવે અથવા જો એમ ન થાય તો કોઈની પણ સાથે તે આવી કલાઓ બનાવે નહિ.
આ પ્રકારની મધ્યવર્તી કલાઓનું સંઘટન નક્કી કરવામાં તત્વોની સંયોજકતા ઉપરાંત પરમાણુકદ, કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રૉન તથા કુલ પરમાણુસંખ્યા વચ્ચેનું ગુણોત્તર નિર્ણાયક ભાગ ભજવે છે. આ અંગે એક હ્યૂમ-રોથરી નિયમ છે. મધ્યવર્તી કલાઓમાંની β-કલા માટે કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રૉન અને પરમાણુઓ વચ્ચેનો ગુણોત્તર 3:2 (અથવા 21:14) હોય છે. આ પ્રકારનાં ઉદાહરણો CuZn, Cu2Al, Ag3Al વગેરે ગણાય છે. γ-અને ε-કલામાં પણ આ નિયમ મહદ્અંશે જળવાય છે. γ-કલાનાં ઉદાહરણો CuZn8 અને AgZn8 છે, જેમાં સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રૉન : પરમાણુઓ વચ્ચેનો ગુણોત્તર 21:13 છે. અને ε-કલાનાં ઉદાહરણો CuZn3 અને AuZn3 છે, જેમાં આ ગુણોત્તર 7:4 છે. આ નિયમની પ્રત્યક્ષ સાર્થકતા (physical significance) ધાતુમાંના બ્રિલુવાંક્ષેત્ર(Brillouin one)માંની ઇલેક્ટ્રૉન ગોઠવણીની રીતમાં રહેલી છે.
આંતરધાતુ કલાઓનું રસાયણ રાસાયણિક તત્વો વચ્ચેના આંતરસંબંધોના સામાન્ય અભ્યાસનું એક પાસું ગણી શકાય. આવર્ત સારણીના છેડા પર આવેલા વિદ્યુત-રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં ભિન્ન તત્વો આયનિક બંધથી જોડાય છે. જો બંને તત્વોની ઇલેક્ટ્રૉન-બંધુતા (electron affinity) ઊંચી હોય તો સામાન્ય સહસંયોજક (covalent) સંયોજનો બને છે, જ્યારે નીચી ઇલેક્ટ્રૉન બંધુતાવાળા પરમાણુઓ જોડાઈને આંતરધાતુ સંયોજનો બને છે.
આયનિક સંયોજનો(M+X–)માં વિરુદ્ધ વિદ્યુતભાર ધરાવતા આયનો એકબીજાની આસપાસ ગોઠવાયેલા હોય છે. આથી X–ને બદલે M+ મૂકવાથી સ્થિર વિદ્યુત અપાકર્ષણબળો ઉત્પન્ન થાય છે. ઘન દ્રાવણ બનતાં એક ધાતુનો પરમાણુ બીજી ધાતુના પરમાણુ વડે વિસ્થાપિત થાય ત્યારે વિદ્યુતબળોમાં ખાસ ખલેલ પડતી નથી અને બંને પરમાણુઓને ઇલેક્ટ્રૉનના વાદળમાં ચિટકાવેલા ગણી શકાય. આમાં વિસ્થાપન યાર્દચ્છિક હોય છે. ઘન દ્રાવણમાં તથા આંતરધાતુકલાઓમાં યાર્દચ્છિક ગોઠવણીને બદલે વ્યવસ્થિત ગોઠવણી થતાં ઉચ્ચ જાલિકા(super lattice)નું નિર્માણ થાય છે, જેમાં બે પ્રકારના પરમાણુઓ એકબીજાની આસપાસ વ્યવસ્થિત રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે.
પ્રવીણસાગર સત્યપંથી