ઘન-અવસ્થા (solid state)

દ્રવ્યની વાયુ અને પ્રવાહી ઉપરાંતની ત્રીજી અવસ્થા. વાયુ કે પ્રવાહીમાંથી ઘન ઉત્પન્ન થાય ત્યારે પરમાણુઓ, અણુઓ કે આયનો જેવા ઘટક કણો પ્રમાણમાં ક્રમબદ્ધ ત્રિપરિમાણી રચના ધારણ કરે છે અને તેમની મુક્ત (free) ઊર્જામાં ઘટાડો થાય છે. ઊર્જામાં થતા આ ઘટાડાને સુશ્લિષ્ટ અથવા સુસંબદ્ધ (cohesive) શક્તિ કે ઊર્જા કહે છે. આ ઘટ બે પ્રકારની પારસ્પરિક ક્રિયાઓને કારણે ઉદભવે છે : (i) અપાકર્ષણ ક્રિયા, જે બે પરમાણુઓને એકબીજાની ઘણા નજીક આવતાં અટકાવે છે, અને (ii) આકર્ષણ અથવા આબંધી (bonding) પદ કે જે સ્ફટિકમાં પરમાણુઓને અલગ પડતાં અટકાવી તેમને સ્થિરતા આપે છે.

પોતાનામાં રહેલા પરમાણુઓના ગુણધર્મો, પરમાણુઓની ઘનમાં ગોઠવણી અને પરમાણુઓ વચ્ચેના બંધના પ્રકાર પ્રમાણે ઘન પદાર્થો ઢતા (rigidity), લાક્ષણિક ભૂમિતિ અને અત્યંત નીચી દબનીયતા જેવા વિશિષ્ટ ગુણધર્મો ધરાવે છે. ઉપરાંત ઘન તેની સપાટીને લંબ કે સમાંતર દિશામાં અપાતા અનુક્રમે અભિલંબ (normal) કે અપરૂપણ (shear) ઉદભારણ(load)ને ધારણ કરવાની ક્ષમતા પણ ધરાવે છે.

સામાન્ય રીતે ઘનના બે મુખ્ય વિભાગ પાડી શકાય : (i) સ્ફટિકીય, અને (ii) આકારહીન (amorphous) અથવા અસ્ફટિકીય (noncrystalline). સ્ફટિકીય ઘનોમાં પરમાણુઓની ક્રમબદ્ધ ગોઠવણીની માત્રા ઘણી ઊંચી હોય છે. લગભગ બધી ધાતુઓ અને ઘણાં ખનીજો આ વિભાગમાં આવે છે. અસ્ફટિકીય ઘન પદાર્થોમાં ઘટકો ચોક્કસ જાળીદાર ભાતમાં ગોઠવાયેલા હોતા નથી. કાચ, પ્લાસ્ટિક અને જેલ (gel) જેવા પદાર્થોનો આમાં સમાવેશ કરી શકાય.

સ્ફટિકમાં આબંધન : અણુમાંના રાસાયણિક બંધની પ્રકૃતિ સમજવા માટે બે જુદા જુદા અભિગમો છે. પરમાણુ કક્ષકવાદમાં પોતપોતાના ઇલેક્ટ્રૉન ધરાવતા બે પરમાણુઓ નજીક આવતાં તેમના કક્ષકો (orbitals) વચ્ચે ઇલેક્ટ્રૉનની ફેરબદલીની અસર લક્ષમાં લેવામાં આવે છે. અન્ય અભિગમમાં દરેક પરમાણુને પોતાના અલગ ઇલેક્ટ્રૉન હોવાનું માનવાને બદલે બે પરમાણુ-કેન્દ્રોને ચોક્કસ અંતરે ધારી લઈ તેમના આણ્વિક કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રૉન મૂકતા જવામાં આવે છે. સ્ફટિકમાંના બંધો માટે પણ આ બે અલગ અલગ ગણનાઓનો ઉપયોગ થઈ શકે. એકમાં સ્ફટિકની સંરચનામાં નિયમિત અંતરે આવેલા ઇલેક્ટ્રૉન સહિતના પરમાણુઓની હારમાળાની કલ્પના કરવામાં આવે છે. આ ઇલેક્ટ્રૉન પાસપાસેના બે પરમાણુઓ વચ્ચે બંધ રચી શકે છે. આ બંધો આયનિક, સહસંયોજક અથવા (બંનેની વચ્ચેના) મધ્યવર્તી પ્રકારના હોઈ શકે. પારમાણ્વિક કક્ષકવાદને અનુસરતી આ સમજૂતીને ઘન-અવસ્થાનું બંધ પ્રતિરૂપ (bond model) કહે છે. અન્ય સમજૂતીમાં અવકાશમાં ચોક્કસ સ્થળોએ પરમાણુ-કેન્દ્રોને આવર્તનીય ઢબે ગોઠવાયેલાં કલ્પવામાં આવે છે અને જેમ ઈંટોને જકડી રાખવા માટે સિમેન્ટ વપરાય છે તેમ આ પરમાણુ કેન્દ્રોને જકડી રાખવા ઇલેક્ટ્રૉન દાખલ કરવામાં આવે છે. આણ્વિક કક્ષક પદ્ધતિના આ એક ભાગને ઘન-અવસ્થાનું પટ્ટ-પ્રતિરૂપ (band model) કહે છે.

જો રાસાયણિક બંધો દ્વારા ઘટકોના બંધાવાથી ઘન પદાર્થ ઉત્પન્ન થતો હોય તો બંધના પ્રકાર પ્રમાણે તેનું વર્ગીકરણ કરી શકાય. આ પ્રકારો છે : આયનિક, સહસંયોજક, ધાત્વિક (metallic), આણ્વિક (molecular) અને હાઇડ્રોજન-બંધિત (hydrogen-bonded) ઘનો. આ ઉપરાંત એક મધ્યવર્તી પ્રકાર પણ હોવાનું માનવામાં આવે છે. ખરેખર તો, ઉપરનાં પૈકી એક કરતાં વધુ આબંધિત બળો કાર્યરત જોવા મળે છે. ગૅલિયમ આર્સેનાઇડ, ઇન્ડિયમ ઍન્ટિમૉનાઇડ અને ઍલ્યુમિનિયમ ફૉસ્ફાઇડ એવા પદાર્થોના દાખલા છે, જેમાં પારમાણ્વિક આબંધનમાં સહસંયોજક અને આયનિક – એમ બંને પ્રકારનો ફાળો હોય. બિસ્મથ અને ઍન્ટિમની જેવાં તત્વોનાં પરમાણ્વિક આબંધનમાં આંશિક રીતે ધાત્વિક અને અમુક અંશે સહસંયોજક પ્રકાર જોવા મળે છે.

આયનિક ઘનો : જેમને ઇલેક્ટ્રૉન માટે નબળું આકર્ષણ છે તેવી આલ્કલી ધાતુઓ (દા. ત., સોડિયમ, પોટૅશિયમ વગેરે) જેવાં પ્રબળ ધનવિદ્યુતી (electropositive) તત્વોમાંથી બનતા ધનાયનો અને જેમને ઇલેક્ટ્રૉન માટે પ્રબળ આકર્ષણ છે તેવા હેલોજન (દા. ત., ક્લોરિન, બ્રોમીન વગેરે) જેવા પ્રબળ ઋણવિદ્યુતી તત્વોમાંથી મળતા ઋણાયનો વચ્ચે આયનિક બંધ ઉદભવે છે. આ પ્રકારના ઘનમાં ધનાયનો અને ઋણાયનોની ગોઠવણી એવી હોય છે કે જેથી વિરુદ્ધ ભારવાહી કણો વચ્ચેનું કુલંબીય (coulombic) આકર્ષણબળ સમાન ભારવાહી આયનો વચ્ચેના અપાકર્ષણબળ બરાબર થાય. આવા સ્ફટિકમાં પ્રત્યેક આયન તેનાથી વિરુદ્ધ પ્રકારનાં આયનો વડે ઘેરાયેલો હોય છે. આયનોની સંખ્યા સંયોજનના સૂત્ર અને બે આયનોનાં સાપેક્ષ કદ (size) ઉપર આધાર રાખે છે. આયનિક આબંધનને પરિણામે વિવિધ પ્રકારની સ્ફટિકરચના ઉદભવી શકે પણ તેમાં સામાન્ય રીતે જોવા મળતી રચનાઓ સિઝિયમ ક્લોરાઇડ (CsCl), સોડિયમ ક્લોરાઇડ (NaCl) અને ઝિન્ક બ્લેન્ડ (ZnS) પ્રકારની હોય છે.

સોડિયમ ક્લોરાઇડ (NaCl)માં પ્રત્યેક સોડિયમ આયન (Na⁺) છ ક્લોરાઇડ (Cl^–) આયનો વડે અને પ્રત્યેક Cl^– આયન છ Na⁺ આયનો વડે ઘેરાયેલો હોય છે. જો ધનાયનોનો વીજભાર +q અને ઋણાયનોનો  -q હોય અને તેમની વચ્ચેનું અંતર r હોય તો સ્થિતવૈદ્યુતિક અથવા કુલંબ આંતરક્રિયાઊર્જા  -q²/r જેટલી થશે. ઋણ સંજ્ઞા એમ સૂચવે છે કે ઊર્જામાં ઘટાડો થાય છે. r ઘટતાં (આયનો નજીક આવવાથી) સ્ફટિક-ઊર્જા વધુ ને વધુ ઋણ-કિંમત ધારણ કરે છે. ત્રિપરિમાણીય ગોઠવણીમાં પારસ્પરિક અથવા આંતરક્રિયાઊર્જા -αq²/r વડે દર્શાવાય છે. અહીં α એ મેડેલુંગ (Madelung) અચળાંક છે. NaCl અને એવા સ્ફટિકો માટે αનું મૂલ્ય 1.75 હોય છે. સંતુલિત અવસ્થામાં આયનો વચ્ચેનું અંતર લગભગ 3 × 10^-8 સેમી. હોય છે. આમ, NaCl માટે લૅટિસ-ઊર્જા, U, –206 કિ.કૅલરી/મોલ હોવી જોઈએ; પરંતુ આયનોની આસપાસનાં ઇલેક્ટ્રૉન-વાદળ વચ્ચેના અપાકર્ષણને લીધે તે 10 % ઓછી, એટલે કે લગભગ –184 કિ.કૅલરી/મોલ જોવા મળે છે.

સહસંયોજક ઘનો (covalent solids) : સ્ફટિકમાંના બે તટસ્થ પરમાણુઓનાં સંયોજકતા-ઇલેક્ટ્રૉન સહભાગી થાય ત્યારે સહસંયોજક બંધ ઉદભવે છે. આવી ગોઠવણી પ્રત્યેક પરમાણુને તેના બહારના કક્ષકને પૂર્ણ કરવા જેટલા ઇલેક્ટ્રૉન મેળવવામાં મદદરૂપ થાય છે. દરેક સહસંયોજક બંધમાં સામાન્ય રીતે બે ઇલેક્ટ્રૉન (પ્રત્યેક પરમાણુમાંથી એક એક) હોય છે. પૂર્ણ ઇલેક્ટ્રૉન કક્ષક માટે 8 ઇલેક્ટ્રૉન જરૂરી હોવાથી સ્ફટિકમાં ગોઠવણી એવી રીતે થાય છે કે પ્રત્યેક પરમાણુ ચાર પડોશીઓ ધરાવે. આથી ચતુષ્ફલકીય ગોઠવણી ઉદભવે છે. આ ગૂંથણી(network)માંના એકમો તરીકે એક જ તત્ત્વના અથવા વિભિન્ન તત્ત્વોના સરખી વિદ્યુતઋણતા ધરાવતા પરમાણુઓ હોઈ શકે. કાર્બન, સિલિકન, સિલિકન કાર્બાઇડ વગેરે આવા સહસંયોજક ઘનોનાં ઉદાહરણો છે. હીરામાં પ્રત્યેક કાર્બન-પરમાણુ તેના સંયોજકતા-ઇલેક્ટ્રૉનનું sp³ સંકરણ થવાથી ચાર અન્ય કાર્બન-પરમાણુઓ સાથે ચતુષ્ફલકીય રીતે સહસંયોજક બંધો વડે સંબદ્ધ હોય છે. આને લીધે કાર્બન-પરમાણુઓની ત્રિપરિમાણી જાળી સંભવે છે. (આકૃતિ-2). સિલિકન કાર્બાઇડ પણ હીરા જેવી ભૌમિતિક રચના ધરાવે છે પણ તેમાંનો પ્રત્યેક સિલિકન પરમાણુ ચાર કાર્બન-પરમાણુઓ વડે અને પ્રત્યેક કાર્બન ચાર સિલિકન પરમાણુઓ વડે ઘેરાયેલો હોય છે. કાર્બનનાં અન્ય વિવિધ રૂપ ગ્રૅફાઇટમાં કાર્બન-પરમાણુ sp² સંકરણ ધરાવતો હોવાથી પરમાણુઓનાં અનંત (infinite) પડો (sheets) સ્તરીય (layered) સંરચનામાં ગંઠાયેલાં હોય છે. આ પડો એકબીજા સાથે નિર્બળ વાન ડર વાલ્સ બળો વડે જોડાયેલાં હોય છે.

જે સ્ફટિકોમાં આબંધન મુખ્યત્વે સહસંયોજક હોય તેના ગુણધર્મો બંધ બનાવનાર ઇલેક્ટ્રૉનની સ્થાનીયિત (localized) પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે. સહસંયોજક બળો પ્રબળ અને દિશાત્મક હોવાથી આવા ઘનો કઠણ અને વિરૂપણ(deformation)નો વિરોધ કરનારા હોય છે. આવા પદાર્થોમાં હીરા જેવા વિદ્યુત-અવાહકો [ઓરડાના તાપમાને વાહકતા ~10^-4 (ઓહ્મ–સેમી.^-1] અને જર્મેનિયમ જેવા અર્ધવાહકનો [વાહકતા ~ 40 (ઓહમ – સેમી.)^-1] સમાવેશ થાય છે. સહસંયોજકતા વડે બંધિત સ્ફટિકો તેમના ઇલેક્ટ્રૉનને ઉત્તેજિત કરીને વહન-પટ્ટ(conduction band)માં લઈ જવા માટે જોઈતી ઊર્જાની બાબતમાં જુદા પડે છે; જેમ કે, હીરા માટે આ ઊર્જા 160 કિ.કૅલરી/મોલ છે, જ્યારે સિલિકન માટે તે 28 કિ.કૅલરી/મોલ છે.

આવર્ત કોષ્ટકમાંના ત્રીજા અને પાંચમા સમૂહનાં તત્વો વચ્ચે સહસંયોજક બંધ બને તો આ સંરચના હીરાની સંરચનાથી એ રીતે અલગ પડે છે કે તેમાં પ્રત્યેક પરમાણુ વિષમ પરમાણુઓ વડે ઘેરાયેલો હોય છે અને ત્રીજા સમૂહનો પરમાણુ ત્રણ, જ્યારે પાંચમા સમૂહનો પરમાણુ પાંચ સંયોજકતા-ઇલેક્ટ્રૉન બંધ માટે પૂરા પાડે છે. આવાં સંયોજનોમાંની પરમાણ્વિક સંરચના ઝિંક બ્લેન્ડ સંરચના કહેવાય છે.

ધાત્વિક ઘનો (metallic solids) : ધાતુઓ અન્ય પદાર્થોથી તેમની ઇલેક્ટ્રૉનિક સંરચનાની ર્દષ્ટિએ અલગ પડે છે. ધાતુને ગતિશીલ ઇલેક્ટ્રૉનના સમૂહમાં અંત:સ્થાપિત ધનાયનોના સમૂહ તરીકે ગણાવી શકાય. ઇલેક્ટ્રૉનનું આ વાદળ ઇલેક્ટ્રૉન વાયુ તરીકે પણ ઓળખાય છે; તે ધાતુઓની ઊંચી વિદ્યુત તથા ઉષ્મીય વાહકતા માટે જવાબદાર છે. આણ્વિક કક્ષકવાદ વાપરીને ધાતુઓમાંના આબંધન અંગે સમજૂતી મેળવી શકાય.

કૉપર અને ઍલ્યુમિનિયમ જેવી ધાતુઓમાંથી બનતા આવા ઘનોમાંનું આબંધન સંયોજકતા-ઇલેક્ટ્રૉનનાં અસ્થાનીયિત (nonlocalized) સ્વરૂપને આભારી છે. જ્યારે એક પરમાણુને ધાત્વિક સ્ફટિકમાં લાવવામાં આવે ત્યારે સંયોજકતા-ઇલેક્ટ્રૉન અને સંરચનામાંના અન્ય પરમાણુઓના ધનભારવાહી આયનિક અંતર્ભાગ(core)ના સામીપ્યને લીધે ઇલેક્ટ્રૉનના તરંગફલનમાં ફેરફાર થાય છે. આથી પરિણમતાં ઇલેક્ટ્રૉન તરંગફલનો ધાતુના સમગ્ર કદ સાથે સંલગ્ન થતાં હોવાથી તે કોઈ એક ચોક્કસ આયનના અંતર્ભાગ સાથે સંલગ્ન રહેતાં નથી. આ અસ્થાનીયિત ઇલેક્ટ્રૉનોની સરેરાશ ઊર્જા અંશત: ઘનમાંના સંચરણને કારણે પેદા થતી ગતિશક્તિને લીધે છે તથા આંશિક રીતે આયનિક અંતર્ભાગ અને અન્ય સંયોજકતા-ઇલેક્ટ્રૉન વચ્ચેની આંતરક્રિયા(interaction)ને કારણે ઉદભવતી પોટૅન્શિયલ ઊર્જાને આભારી છે અને તેમાં ઘટાડો થાય છે. આ રીતે સુશ્લિષ્ટ ઊર્જા પ્રાપ્ય બને છે. ધાતુમાંના સંયોજકતા-ઇલેક્ટ્રૉનની આ અસ્થાનીયિત અથવા મુક્ત-ઇલેક્ટ્રૉન પ્રકૃતિ ધાતુના લાક્ષણિક ગુણધર્મોમાં પરિણમે છે. જોકે સંક્રાંતિક તત્વોનાં d–ઇલેક્ટ્રૉન મહદ્-અંશે આયનિક અંતર્ભાગની આસપાસ સ્થાનીયિત હોવા છતાં સુશ્લિષ્ટ ઊર્જા અને ચુંબકીય ગુણધર્મોમાં ફાળો આપે છે. સંયોજકતા-ઇલેક્ટ્રૉનના મુક્ત-ઇલેક્ટ્રૉન લક્ષણને કારણે ધાત્વિક સ્ફટિકો ઊંચી વિદ્યુતવાહકતા ધરાવે છે; દા.ત., કૉપર માટે તે ~10⁶ (ઓહ્મ-સેમી.)^-1 છે. વિદ્યુત ક્ષેત્ર પ્રયુક્ત કરતાં આ ઇલેક્ટ્રૉન દૂર જઈ શકે છે. જોકે સ્ફટિકમાંની અપૂર્ણતાઓ અથવા આંદોલન કરતા પરમાણુઓ પાસે આવતાં તેમની ગતિ સીમિત થઈ જાય છે.

આણ્વિક ઘનો (molecular solids) : હાઇડ્રોજન જેવા અણુમાંના બંને પરમાણુઓ એકબીજા સાથે સહસંયોજક બંધ વડે જોડાયેલા હોઈ તેમની આબંધ(bonding)ની ક્ષમતા પૂરી થઈ ગઈ હોય છે. તેમ છતાં હાઇડ્રૉજન જેવા બે કે વધુ અધ્રુવીય (non-polar) અણુઓ વચ્ચે આકર્ષણનાં નબળાં બળો અસ્તિત્વમાં હોય છે જેને કારણે નીચા તાપમાને વાયુનું સંઘનન શક્ય બને છે. આનું કારણ અધ્રુવીય અણુઓમાં થતું વીજભાર વિતરણનું ક્ષણિક અસંતુલન છે. તટસ્થ પરમાણુઓ અથવા અણુઓ એકબીજાની ખૂબ નજીક આવે ત્યારે ઇલેક્ટ્રૉન-વીજભારના કેન્દ્રમાં આવેલી પરમાણુ-નાભિનું સ્થાનાંતરણ થાય છે. આ પ્રેરિત વીજભાર-સ્થાનાંતરણ (induced charge displacement) એક વિદ્યુત-દ્વિધ્રુવ ઉત્પન્ન કરે છે, જે નજીકના પ્રેરિત દ્વિધ્રુવો સાથે પારસ્પરિક ક્રિયા દ્વારા સ્ફટિક ઊર્જામાં ઘટાડો કરી થોડી સુશ્લિષ્ટ ઊર્જા પૂરી પાડે છે. પ્રેરિત વિદ્યુત-દ્વિધ્રુવો વચ્ચેની આકર્ષક આંતરક્રિયા ઊર્જાની સીમા ઘણી ઓછી હોય છે અને પરમાણુઓ વચ્ચેના અંતરના છઠ્ઠા ઘાતાંકના  પ્રમાણમાં બદલાય છે. આ ઊર્જા પરમાણુઓના નજીક આવવાથી ઇલેક્ટ્રૉન કક્ષકો એકબીજા ઉપર અંશત: આચ્છાદિત થવાને લીધે ઉદભવતી અપાકર્ષણની ક્રિયા દ્વારા સંતુલિત થાય છે.

આર્ગન, નિયૉન અને ઝીનૉન જેવા નિષ્ક્રિય વાયુઓ તેમજ મિથેન, હાઇડ્રોજન, ક્લોરિન વગેરે આણ્વિક ઘનો બનાવે છે. આણ્વિક આબંધન દરેક પરમાણુ પર સ્થાનીયિત (localized) ઇલેક્ટ્રૉનમાં પરિણમે છે અને તેથી આણ્વિક ઘનો વિદ્યુતનું વહન કરતા નથી (તે અવાહકો હોય છે.). નિયમ તરીકે આણ્વિક સ્ફટિકો પોચા, નીચા ગલનબિંદુવાળા અને ઊંચું બાષ્પદબાણ ધરાવતા હોય છે.

હાઇડ્રોજન આબંધિત ઘનો (hydrogen bonded solids) : બરફ, હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ, પોટૅશિયમ હાઇડ્રોજન ફૉસ્ફેટ તેમજ કાર્બનિક ઘનો જેવા આણ્વિક ઘનોમાં હાઇડ્રોજન આબંધન ઘણું અગત્યનું છે. હાઇડ્રોજન પરમાણુમાં એક ઇલેક્ટ્રૉન હોવાથી તે અન્ય એક પરમાણુ સાથે સહસંયોજક બંધ બનાવી શકે પણ નાઇટ્રોજન, ઑક્સિજન અથવા ક્લોરિન જેવાં પ્રબળ ઋણવિદ્યુતી તત્વો ધરાવતા કેટલાક ઘનોમાં હાઇડ્રોજન બે ઋણવિદ્યુતીય પરમાણુઓ સાથે બંધ બનાવી શકે છે. અહીં હાઇડ્રોજન થોડે અંશે ધનભારિત થાય છે અને તે બે-ત્રણ ભારવાહી આયનોને જોડનાર સેતુનું કાર્ય કરે છે. આ પ્રકારનું બંધન બહુલકીય (polymeric) પદાર્થોમાં અને ડી.એન.એ. (ડિઑક્સીરિબૉન્યૂક્લિઇક ઍસિડ) જેવા કાર્બનિક ઘનોમાં અગત્યનું છે.

મધ્યવર્તી પ્રકાર : આવા સ્ફટિકોમાં અણુની માફક સહસંયોજક અને આયનિક હિસ્સાની વચ્ચે અનુનાદ (resonance) દ્વારા બંધ ઉદભવે છે અથવા આયનનું તેની પાસેના વિરુદ્ધ વીજભારવાળા આયન દ્વારા થતા ધ્રુવીભવન દ્વારા પણ બંધ ઉત્પન્ન થઈ શકે. આયનનું ઇલેક્ટ્રૉન વાદળ પાસેના વિરુદ્ધ ભારવાહી આયન દ્વારા વિકૃત થાય છે ત્યારે આયનનું ધ્રુવીભવન થયું છે તેમ કહી શકાય. જેમ આયન મોટું તેમ તેનું ધ્રુવીભવન વધુ સરળતાથી થઈ શકે છે. જેમ આયન નાનું તેમ તેનું વીજક્ષેત્ર વધુ પ્રબળ થવાથી તેનું ધ્રુવીભવનકારક બળ વધુ હોય છે. કદની અસર ઉપરાંત એમ પણ કહી શકાય કે ઋણાયનો કરતાં ધનાયનો (કેટાયનો) ઓછાં ધ્રુવીભવનીય છે કારણ કે તેમનો ધન વીજભાર તેમના ઇલેક્ટ્રૉનને પકડી રાખતો હોઈ વિકૃતિ ઓછી પેદા થાય છે. આયનની સંરચના પણ આમાં અગત્યની બને છે. નિષ્ક્રિય વાયુ પ્રકારના આયનો, દા.ત., K⁺, Ag⁺ જેવા, સંક્રાંતિ આયનો કરતાં ધ્રુવીભવનની શક્તિ ઓછી ધરાવે છે કારણ કે તેમનાં ધનભારવાહી કેન્દ્રો અસરકારક રીતે ઢંકાયેલાં હોય છે.

સિલ્વરના હેલાઇડો પૈકી AgF, AgCl  અને AgBr સિંધવ કે સિંધાલૂણ (rock salt) જેવી સંરચના ધરાવે છે, પણ જેમ ઋણાયન મોટું થતું જાય તેમ તે નાના Ag⁺ આયન વડે વધુ ધ્રુવીભૂત થતું જાય છે. આથી સિલ્વર આયોડાઇડ(AgI)ના આબંધનમાં સાધારણ આયનિક લાક્ષણિકતા જોવા મળે છે અને સ્ફટિક ઝિંક-બ્લેન્ડ સંરચના ધરાવે છે. વર્ણપટલેખીય પદ્ધતિઓ પરથી જણાયું છે કે AgI, આયનોનો નહિ પણ પરમાણુઓનો બનેલો છે.

આમ, અગાઉ જણાવ્યા મુજબ, સ્ફટિકીય ઘનો કોઈ એક ચોક્કસ પ્રકારનું પરમાણ્વિક બંધન ભાગ્યે જ ધરાવે છે. સામાન્ય રીતે, આયનિક અને સહસંયોજક બંધો ઘણા મજબૂત હોવાથી તે પ્રકારના ઘનો ઊંચી બાષ્પીભવન-ઉષ્મા અને ઊંચું ગલનબિંદુ ધરાવે છે. આણ્વિક બળો ઘણાં નબળાં હોય છે. ધાત્વિક બંધો આ બેની વચ્ચેનું સ્થાન ધરાવે છે. [સ્ફટિકની સંરચના : (જુઓ : સ્ફટિક પ્રણાલીઓ; ક્રિસ્ટલશાસ્ત્ર.)]

આકારહીન અથવા અસ્ફટિકીય ઘનો : કાચ, કેટલાંક અર્ધવાહકો અને મોટા ભાગના પ્લાસ્ટિક જેવા પદાર્થો અસ્ફટિકીય હોય છે. આ અવસ્થાને કાચસમ (glassy) અવસ્થા પણ કહે છે. પ્રવાહી અવસ્થામાં રહેલા એક પદાર્થને ઠંડો કરી ર્દઢ (rigid) રૂપમાં ફેરવવામાં આવે અને તે દરમિયાન સ્ફટિકીકરણ થતું ન હોય તો તેમાંથી મળતો પદાર્થ અસ્ફટિકીય કહી શકાય. પ્રવાહી ઠંડું પડતાં તેના પરમાણુઓનાં ઉષ્મા-આધારિત આંદોલનો ઘટે છે અને તેથી તેમની અવકાશી ગોઠવણીની મોકળાશ ઘટે છે. તાપમાન ઘટતાં પ્રવાહીનું કદ પણ ઘટે છે. ઠારબિંદુએ પ્રવાહીનું સ્ફટિકીકરણ થતાં તેની ગલનની ઉષ્મા મુક્ત થાય છે અને પરમાણુઓ સ્ફટિક-અવસ્થામાં પુન: ગોઠવણી પામતાં કુલ કદમાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે. સ્ફટિક વધુ ઠંડો પડતાં તેમાંના પરમાણુઓની ગોઠવણીમાં ફેરફાર થતો ન હોવાથી, તે ઘણો ઓછો સંકોચાય છે. જો પ્રવાહીને સ્ફટિકીકરણ થવા દીધા વિના તેના ઠારબિંદુથી વધુ ઠંડું કરવામાં આવે તો મળતું અતિશીત (supercooled) પ્રવાહી આંતરિક ઉષ્માગતિજ સમતોલનમાં હશે એટલે કે અતિશીત પ્રવાહીની પ્રાપ્ય મુક્ત ઊર્જા અન્ય સંરચના કરતાં ઓછી હશે અને તેથી અતિશીત સંરચના સ્વયંભૂપણે બદલાશે નહિ. તેને ઊર્જા આપવામાં ન આવે ત્યાં સુધી આ મિતસ્થાયી (metastable) અવસ્થામાં રહેશે. જો પૂર્ણ નાભિકો બંધાય અથવા અતિશીત પ્રવાહીમાં સ્ફટિકો ઉમેરવામાં આવે તો આ બિંદુઓએ ઠારણ શરૂ થશે અને ગલનની ઉષ્મા મુક્ત થશે. હવે પ્રણાલી આંતરિક સમતોલનમાં ન રહેવાથી સ્ફટિકીકરણ સમગ્ર પ્રણાલીમાં પ્રસરી જશે.

ઘનના યાંત્રિક ગુણધર્મો : ઘન પદાર્થોના ઘણા ઉપયોગો પ્રતિબળ (stress) અવલંબનની તેમની ક્ષમતાને આભારી છે. પ્રતિબળ આપવાથી ઉદભવતી વિકૃતિને ત્રણ પ્રકારમાં વહેંચી શકાય : પ્રત્યાસ્થ અથવા સ્થિતિસ્થાપક (elastic), સુનમ્ય અથવા સુઘટ્ય (plastic) અને વિષમપ્રત્યાસ્થ (anelastic). પ્રત્યાસ્થ વિકૃતિ એ પ્રતિબળ આપવાથી તાત્કાલિક ઉદભવતી વિકૃતિ છે અને પ્રતિબળ લઈ લેતાં તે પદાર્થ મૂળ આકાર પ્રાપ્ત કરે છે; દા. ત., રબરની પટ્ટી. સુનમ્ય વિકૃતિમાં આકાર કાયમ માટે બદલાઈ જાય છે અને પ્રતિબળ દૂર કરતાં પદાર્થ મૂળ આકાર પ્રાપ્ત કરતો નથી; દા. ત., કોઈ સળિયાને વાળવો. વિષમપ્રત્યાસ્થ એ પ્રત્યાસ્થ અને સુનમ્યની વચ્ચેનો પ્રકાર છે; દા. ત., વાયોલિનના તારને ખેંચીને મૂકી દેવાથી તેનાં આંદોલનોનો કંપવિસ્તાર (amplitude) ધીરે ધીરે ઓછો થતો જાય છે.

ઉષ્મીય ગુણધર્મો : વિશિષ્ટ ઉષ્મા અને ઉષ્માનું સંવહન (conduction) એ ઘનની બાબતમાં જોવા મળતી બે મુખ્ય ઘટનાઓ છે. ઘનનો પ્રત્યેક પરમાણુ તેની પ્રકંપનીય વિધિ કે અવસ્થા(mode)માં ગતિઊર્જા (આવૃત્તિ–frequency અને કંપવિસ્તાર–amplitude) રૂપે અને તેની નજીકના પરમાણુઓને જોડતા બંધોની વિકૃતિ દ્વારા સ્થિતિઊર્જા(potential energy)નો સંગ્રહ કરે છે. ઘન પદાર્થનું વર્તન માન્ય પદ્ધતિ મુજબનું (classical) હોય તેવા તાપમાનની સીમામાં પ્રત્યેક વિધિદીઠ ઊર્જાનું પ્રમાણ ½kT વડે દર્શાવી શકાય (k = બોલ્ટ્સમન અચળાંક, 3.3 × 10^-24 કૅલરી/°K/પરમાણુ અથવા 1.38 × 10^-16 અર્ગ/°K/પરમાણુ; T = નિરપેક્ષ તાપમાન). ઘનમાંના પ્રત્યેક પરમાણુનું આંદોલન ત્રણ સ્વતંત્ર દિશાઓમાંની ગતિ વડે વર્ણવી શકાતું હોવાથી [ત્રણ ગત્યાત્મક (kinetic) અને ત્રણ સ્થિત્યાત્મક (potential) વિધિઓ] એક મોલ પરમાણુઓની પ્રશિષ્ટ ઊર્જા 3NkT વડે દર્શાવી શકાય (N = આવોગાડ્રો અંક = 6.02 × 10²³ પરમાણુ પ્રતિમોલ). આથી ઉષ્માધારિતા (તાપમાન સાથે ઊર્જાના વધારાનો દર) 3Nk અથવા 3R (≈ 6  કૅલરી) થાય. લૅટિસ આંદોલનો (ફોનૉન) તરીકે સંગ્રહાયેલી ઊર્જા ઉપરાંત ઉચ્ચતર ઊર્જા-સપાટીઓમાં ઇલેક્ટ્રૉનોનું ઉત્તેજન પણ થાય છે. ધાતુઓની આવી વિશિષ્ટ ઉષ્મા તાપમાન સાથે રૈખિક રીતે વધે છે પણ લૅટિસ આંદોલનની ઊર્જા કરતાં તે ઓછી હોય છે.

ઘનમાં તાપમાન-પ્રવણતા(gradient)ને લીધે થતા ઉષ્માના સંવહનમાં ઊર્જાનું વહન ઇલેક્ટ્રૉન દ્વારા, ફોનૉન દ્વારા અથવા બંને દ્વારા થઈ શકે. ઓરડાના અથવા ઊંચા તાપમાને ધાતુઓમાં ઉષ્માનું વહન મહદ્અંશે ઇલેક્ટ્રૉન દ્વારા થાય છે, જ્યારે નીચા તાપમાને તે ફોનૉન દ્વારા થાય છે. લૅટિસ આરપાર ફોનૉન અને ઇલેક્ટ્રૉનની ગતિ અન્ય ફોનૉન અને ઇલેક્ટ્રૉન દ્વારા અથવા ઘનમાંની અશુદ્ધિઓ કણ-પરિસીમાઓ (grain boundaries), બાહ્યપૃષ્ઠો (external surfaces), સ્થાનભ્રષ્ટતા (dislocations) જેવી સ્ફટિક ક્ષતિઓ વડે થતા વિખેરણ (scattering) દ્વારા સીમિત થઈ જાય છે. આ વિખેરણ-ક્રિયાઓ ઘનની ઉષ્માવાહકતા નક્કી કરે છે. દા.ત., KCl જેવા આયનિક ઘનમાં સિલ્વર આયનોની અશુદ્ધિને લીધે તેની વાહકતામાં ઘટાડો થાય છે.

વિદ્યુતીય અને ચુંબકીય ગુણધર્મો : આવર્ત કોષ્ટકમાં પાસે પાસે આવેલાં ત્રણ તત્વો, ઍલ્યુમિનિયમ (Al = ઇલેક્ટ્રૉન 13; સંયોજકતા 3; ધાત્વિક વાહક), સિલિકન (Si : ઇલેક્ટ્રૉન 14; સંયોજકતા 4; અર્ધવાહક) અને ફૉસ્ફરસ[P : ઇલેક્ટ્રૉન 15; સંયોજકતા 5 અથવા 3; વિદ્યુતરોધક(insulator)]ના તારનાં નાનાં ગૂંચળાં લઈ તેમને 12 Vની બૅટરી સાથે જોડવામાં આવે તો Al દ્વારા 12 ઍમ્પિ(A)નો, Si દ્વારા 10^-6 ઍમ્પિ(A)નો; જ્યારે P દ્વારા 10^-15 Aનો પ્રવાહ વહેશે. આ દર્શાવે છે કે પદાર્થોની વિદ્યુતીય વર્તણૂક ઘણી વિસ્તૃત છે. ક્વૉન્ટમ યંત્રશાસ્ત્ર વડે ઘન પદાર્થોની ઇલેક્ટ્રૉનીય સંરચના વિશે સમજૂતી મળતાં તેમની વર્તણૂકની આ વિવિધતા કંઈક અંશે સમજાવી શકાઈ છે. ઉપરનાં ત્રણેય તત્ત્વો ઉપરાંત અન્ય પદાર્થોની અવરોધકતા (resistivity) આકૃતિ 3માં દર્શાવી છે. આકૃતિમાં નીચેના ભાગમાં આવેલા પદાર્થો સુવાહકો છે. અહીં ધાતુના વ્યક્તિગત પરમાણુઓએ તેમના ઇલેક્ટ્રૉન સમગ્ર ઘનને સમર્પી દીધા હોવાનું માનવામાં આવે છે. આ મુક્ત ઇલેક્ટ્રૉન વીજક્ષેત્રમાં આગળ વધી વીજપ્રવાહનું વહન કરે છે.

અર્ધવાહકો : જુઓ વિશ્વકોશ ખંડ 1

ઘનના ચુંબકીય ગુણધર્મો : જુઓ (1) અનુચુંબકત્વ; (2) પ્રતિચુંબકત્વ.

વિકિરણની ઘન સાથેની આંતરક્રિયા : વિકિરણથી પ્રદીપ્ત (illuminated) ઘનની વર્તણૂક : જો પદાર્થ ઉપર આપાત થતા પ્રકાશ(ફોટૉન)ની આવૃત્તિ એવી હોય કે જેથી તેની ઊર્જા દ્રવ્યમાંના ઇલેક્ટ્રૉનને ઉત્તેજીને ઊંચી અવસ્થામાં લઈ જઈ શકે તો ફોટૉનનું અવશોષણ થઈ શકે. આ ઉત્તેજિત ઇલેક્ટ્રૉન પહેલાં જેટલી જ આવૃત્તિવાળાં ફોટૉન ઉત્સર્જિત કરી તેની મૂળ અવસ્થામાં પાછો ફરી શકે છે. જો આવૃત્તિ ર્દશ્ય પ્રકાશના ફોટૉનને મળતી હોય તો પરાવર્તિત થતાં કિરણો દ્વારા પદાર્થને જોઈ શકાય. જો આપાત પ્રકાશના ફોટૉનની આવૃત્તિ ઇલેક્ટ્રૉનને ઉત્તેજિત કરવા જેટલી ન હોય (બંને એકબીજા સાથે અનુનાદમાં ન હોય) તો તેમનું અવશોષણ થતું નથી. બરફ ર્દશ્ય પ્રકાશ માટે પારદર્શક છે કારણ કે ર્દશ્ય વર્ણપટના ફોટૉન વડે ઉત્તેજિત થઈ શકે તેવી કોઈ ઊર્જા-સપાટી બરફમાં નથી, પણ તે પારજાંબલી કિરણો (આવૃત્તિ = 10¹⁵ Hz / સેકન્ડ; ઊર્જા = 1. 6 × 10^-19 કૅલરી અથવા 4eV) શોષી શકે છે. વધુમાં તે પારરક્ત વિભાગની આવૃત્તિવાળા ફોટૉનનું શોષણ કરી પાણીમાં ફેરવાઈ શકે છે. જો આમ ન થતું હોત તો બધાં નદી-સરોવરનું પાણી કાયમ માટે થીજેલું જ રહેત.

કાચ, ક્વાર્ટ્ઝ, હીરો અને સિંધવના સ્ફટિકો બરફની માફક શ્ય પ્રકાશ માટે પારદર્શક છે; કારણ કે તે આ વિભાગના ફોટૉન સાથે અનુનાદમાં હોય તેવી કોઈ ઊર્જાસપાટી ધરાવતા નથી, પણ જો તેમાં એવી અશુદ્ધિ ઉમેરવામાં આવે કે જે શ્ય પ્રકાશની આવૃત્તિ સાથે સંસ્પંદનમાં હોય તો આવા પદાર્થોની પારદર્શકતા ઘટે છે અને તે રંગ ધારણ કરે છે. સ્ફટિકમય ઍલ્યુમિનિયમ ઑક્સાઇડ – કોરંડમ – રંગવિહીન અને પારદર્શક છે પણ તેમાં થોડું ક્રોમિયમ ઉમેરવામાં આવે તો તે લાલ રંગ ધારણ કરી માણેક(ruby)માં ફેરવાય છે, જ્યારે ટાઇટેનિયમ અને લોખંડ ઉમેરવાથી નીલમ (sapphire) મળે છે.

ધાતુઓ ર્દશ્ય પ્રકાશ માટે અપારદર્શક હોવા ઉપરાંત પ્રકાશનું પરાવર્તન પણ કરે છે. આ પરાવર્તન સપાટી ઉપરના મુક્ત ઇલેક્ટ્રૉનને આભારી છે. આ ઇલેક્ટ્રૉન એટલી ઝડપથી હરીફરી શકે છે કે કોઈ પણ પ્રકારનું વીજક્ષેત્ર ઘનમાં સંચારિત (propagate) થતું નથી અને પ્રકાશ કેટલાક શતક અગસ્ટ્રમ જેટલો જ અંદર ઊતરે છે. ઇલેક્ટ્રૉનની ગતિ પ્રકાશના પુન:-ઉત્સર્જન માટે કારણભૂત બને છે. જો ધાતુની સપાટી લીસી હોય તો સપાટી પરના બધા ભાગોનું વિકિરણ કલા(phase)માં હોય છે અને સપાટી અરીસા તરીકે વર્તે છે.

વીજચુંબકીય વિકિરણનો ઉદભવ : ધાતુઓ ર્દશ્ય પ્રકાશ માટે જ પરાવર્તક તરીકે વર્તે છે તેવું નથી. વધુ તરંગલંબાઈ ધરાવતાં પારરક્ત કિરણો માટે પણ તે તેવી જ રીતે વર્તે છે; પરંતુ ધીમે ધીમે તરંગના વેધન(penetration)ની ઊંડાઈ વધતી જાય છે અને આપાત ઊર્જાનું ઉષ્મામાં રૂપાંતર વધતું જાય છે. વીજળીના ગોળામાંના ફિલામેન્ટને 60 ચક્ર પ્રતિસેકન્ડનો પ્રત્યાવર્તી વીજપ્રવાહ આપતી પાવરલાઇન દ્વારા ધાતુને 5 x 10⁶ મીટરની લંબાઈ ધરાવતું વિકિરણ પૂરું પાડવામાં આવે છે. લગભગ આ બધી જ શક્તિ ફિલામેન્ટ દ્વારા શોષાય છે.

અર્ધવાહકોના પ્રકાશીય ગુણધર્મો ધાતુ અને વિદ્યુતરોધકોની વચ્ચેના ગાળાના છે. તે સામાન્ય રીતે રેડિયો આવૃત્તિથી માંડીને પારરક્ત કિરણો માટે પારદર્શક છે પણ ર્દશ્ય પ્રકાશ માટે ધાતુઓની માફક અપારદર્શક છે અને આવા ફોટૉનનું સંયોજકતા-ઇલેક્ટ્રૉનના ઉત્તેજીકરણ દ્વારા શોષણ થાય છે. જર્મેનિયમ માટે આ સંક્રમણ-(crossover)-તરંગલંબાઈ લગભગ 15,000 Å જેટલી છે જ્યારે સિલિકન માટે 12,000 Å જેટલી છે.

અત્યંત નાની તરંગલંબાઈવાળાં એક્સ-કિરણો પરમાણુની અંદરના આયન અંતર્ભાગ(core)ના ઇલેક્ટ્રૉનને ઉત્તેજી શકે તેવા હોય છે. તેમના ઉપયોગથી સ્ફટિકની સંરચના જાણી શકાય છે.

પરાવર્તન અને પુન: ઉત્સર્જન કરવા ઉપરાંત ઘન પોતે પણ સ્વયંપ્રકાશિત હોઈ શકે છે. અહીં ઘનને અન્ય પ્રકારે મળતી ઊર્જા વડે ફોટૉન ઉત્પન્ન થાય છે. આ ઊર્જાનું વિભિન્ન પ્રકારે ફોટૉનમાં રૂપાંતર થઈ શકે. પદાર્થને ગરમ કરવાથી મળતા પ્રકાશને તાપસંદીપ્તિ (thermoluminescence) કહે છે. ઇલેક્ટ્રૉન-સંઘાતથી ઉત્પન્ન થતી સંદીપ્તિને કૅથોડોસંદીપ્તિ (cathodo-luminescence) કહે છે. કૅથોડ કિરણ-નળીમાં અથવા ટેલિવિઝન-નળીમાં આ ઘટનાનો ઉપયોગ થાય છે. કેન્દ્રીય વિખંડન (fission) અને સંગલન (fusion) પ્રક્રિયાઓ ઊંચી શક્તિવાળાં ફોટૉન અને આયનો ઉત્પન્ન કરે છે. કેટલાક ઘન પદાર્થો તેમની ઉપર આપાત થતાં ફોટૉન કરતાં જુદી જ આવૃત્તિ અથવા તરંગલંબાઈવાળું વિકિરણ બહાર ફેંકે છે. પ્રકાશ-સંદીપ્તિ(photoluminescence)ની આ ઘટનાનો ઉપયોગ શ્ય પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરવામાં થાય છે. આપાત વિકિરણના શોષણ બાદ તરત જ (<10^-8 સેકન્ડ) પ્રકાશ બહાર આવે તો તે ઘટનાને પ્રતિદીપ્તિ (fluorescence) કહે છે; જેમ કે, મર્ક્યુરીની લાક્ષણિક રેખાઓવાળાં પારજાંબલી કિરણોનું ધાત્વિક ઑક્સાઇડ, ફૉસ્ફાઇડ અથવા સલ્ફાઇડ કે કાર્બનિક પદાર્થ દ્વારા અવશોષણ થઈ ઓછી ઊર્જાવાળો ર્દશ્ય પ્રકાશ ઉત્પન્ન થાય છે; પ્રતિદીપ્તિની ઘટનાનો વ્યવહારુ ઉપયોગ ટ્યૂબલાઇટમાં થાય છે. તેમાં પારાની વરાળમાં ઇલેક્ટ્રૉન પસાર થવાથી મળતાં પારજાંબલી કિરણો ટ્યૂબની અંદરના ભાગમાં અસ્તર રૂપે લગાડેલાં સંદીપકો (phosphors) તરીકે ઓળખાતાં મિશ્રણ દ્વારા શોષાય છે અને ર્દશ્ય પ્રકાશ ઉત્પન્ન થાય છે. સંદીપકમાં યોગ્ય પદાર્થોનું સંમિશ્રણ કરવાથી વિવિધ રંગનો પ્રકાશ મળે છે. સ્ફુરદીપ્તિ-(phosphorescence)માં ઉત્તેજિત ઇલેક્ટ્રૉન પોતાની મૂળ અવસ્થામાં આવવામાં 10^-8 સેકન્ડ કરતાં વધુ સમય લે છે. આથી મૂળ પ્રકાશ બંધ થયા પછી પણ પદાર્થ પ્રકાશ આપવાનું ચાલુ રાખે છે. કેટલાક પદાર્થો રાસાયણિક શક્તિને પ્રકાશમાં ફેરવે છે (રાસાયણિક સંદીપ્તિ – chemiluminescence); દા. ત., આગિયાના શરીરમાંથી મળતો પ્રકાશ. કેટલાક પદાર્થો વિદ્યુતશક્તિનું સીધું ફોટૉનમાં રૂપાંતર કરે છે (વીજસંદીપ્તિ – electroluminescence). કેટલાક ઘન પદાર્થોના સંવિદારણ(rupture)થી પણ પ્રકાશ ઉત્પન્ન થાય છે (ઘર્ષણસંદીપ્તિ – triboluminescence).

પરમાણુઓ અથવા અણુઓ કોઈ એક ઉત્તેજિત અવસ્થામાંથી નીચેની કક્ષામાં આવે તો એક જ આવૃત્તિના ફોટૉન (એકરંગી વિકિરણ) ઉદભવી શકે છે. બે અવસ્થા વચ્ચેનો ઊર્જા-તફાવત વધુ હોય તો શક્તિશાળી કિરણો મળી શકે છે; દા.ત., બે અવસ્થા વચ્ચેનો તફાવત 1,000 ઇ. વો. (eV) હોય તો એક્સ-કિરણો અથવા ગૅમા-કિરણો મળશે પણ જો આ તફાવત 1.5થી 3 eV જેટલો હોય તો ર્દશ્ય પ્રકાશ મળશે, લૅઝર-કિરણોનું ઉત્સર્જન એ પ્રકાશની પરમાણુ સાથેની વિશિષ્ટ આંતરક્રિયા(interaction)નું પરિણામ છે. જો ફોટૉનની ઊર્જા ઇલેક્ટ્રૉન ઉત્તેજીકરણ જેટલી હોય તો પ્રકાશનું શોષણ તો થશે જ; પણ જો પરમાણુ પહેલેથી ઉત્તેજિત અવસ્થામાં હોય તો એક વધારાનો ફોટૉન ઉત્પન્ન થશે. આ ઉત્સર્જનક્રિયા ઉદ્દીપિત ઉત્સર્જન (stimulated emission) કહેવાય છે અને તેને લીધે વિકિરણનું સંવર્ધન (amplification) થાય છે. જો વધુ પરમાણુઓ ઉત્તેજિત અવસ્થામાં હોય તો અવશોષણને બદલે સંવર્ધનની ક્રિયા વિશેષ પ્રભાવશાળી બને છે. ઘણા પદાર્થો ઉત્તેજિત પરમાણુઓને ધારણ કરવાની શક્તિ ધરાવે છે; જેમ કે, કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ (વાયુ), આલ્કોહૉલમાંના કાર્બનિક અણુઓ (પ્રવાહી) અને માણેક અથવા નિયૉડિમિયમ જેવાં વિરલ પાર્થિવ તત્ત્વોના પરમાણુઓ ધરાવતા કાચ જેવા ઘન પદાર્થો.

જ. દા. તલાટી